Modulación del factor de transcripción FoXO1 en células endoteliales por glucosa y ácido palmítico : implicancias para la homeostasis redox

Abstract

El sistema vascular controla la adecuada perfusión de los tejidos, permitiendo el intercambio gaseoso, la entrega de nutrientes y la remoción de desechos celulares. La microvasculatura es particularmente importante porque es la que ejerce la resistencia periférica y por ende, determina la presión arterial sistémica. El endotelio que recubre estos lechos vasculares responde a diversas señales como la acetilcolina, las bradicininas y a la estimulación mecánica ejercida por el roce del flujo sanguíneo entre otros, modulando la producción de óxido nítrico, el cual además de ser un potente vasodilatador, posee propiedades anticoagulantes, citoprotectoras, anti-inflamatorias y anti-aterogénicas. La disfunción endotelial, un término que implica una disminución en la biodisponibilidad del óxido nítrico, ha sido propuesta como uno de los mecanismos patogénicos que conecta a la obesidad con el desarrollo de enfermedades cardiovasculares. Si consideramos que la biodisponibilidad del óxido nítrico está íntimamente ligada al estado reductor/oxidante (redox) de la célula endotelial y que, algunas de las perturbaciones comunes observadas en cuadros de obesidad, tales como, hiperlipidemia, insulino-resistencia e hiperglicemia, generan estrés celular oxidativo, es crucial entender qué mecanismos moleculares determinan el balance redox endotelial en condiciones fisiopatológicas. El factor de transcripción FoXO1 integra las señales metabólicas imperantes y regula la homeostasis redox a través de la expresión de proteínas involucradas en la neutralización de especies reactivas del oxígeno (ROS), tales como la superóxido dismutasa (SOD) y la catalasa entre otras. En endotelio, se ha reportado a la TXNIP (thioredoxin negative interacting protein) como uno de sus blancos moleculares, esta proteína modula la actividad de las tiorredoxinas (Txr), vitales para la conversión de puentes disúlfuro a sulfhidrilos de proteínas celulares, por consiguiente FoXO1 es un excelente candidato para regular la homeostasis redox en función de las condiciones metabólicas a las que se expone el lecho vascular. En esta tesis se investigó si el factor de transcripción FoXO1 es regulado por señales metabólicas impuestas por escenarios hiperglicémicos o con elevados niveles de ácidos grasos saturados en modelos celulares de endotelio provenientes de la microvasculatura. Para tal fin, estudiamos la localización relativa de FoXO1 endógeno en núcleo y citoplasma, así como también, a través de la visualización en tiempo real de la proteína de fusión GFP-FoXO1. Determinamos la expresión de la proteína TXNIP, como uno de sus blancos moleculares y realizamos mediciones de la actividad redox citoplasmática a través del registro en tiempo real del biosensor HyPer en células endoteliales vivas.