Efecto de sildenafil como tratamiento vasodilatador y antirremodelante para la hipertensión arterial pulmonar neonatal en ovejas (ovis aries) sometidas a hipoxia crónica

Abstract

La Hipertensión Arterial Pulmonar Neonatal (HAPN) es un síndrome cardiopulmonar grave, caracterizado por un aumento patológico de la presión arterial pulmonar media (mPAP>20 mmHg), que comúnmente cursa con taquipnea e hipoxemia severa de los recién nacidos. Fisiopatológicamente, existe una falla en la transición de la circulación fetal a la neonatal con la consecuente mala adaptación de los pulmones a la vida extrauterina, conservando un tono vascular pulmonar elevado con un remodelado vascular que lleva a un incremento persistente de la resistencia vascular pulmonar. Actualmente, el único tratamiento aprobado es la inhalación de óxido nítrico, el cual es muy costoso, no se encuentra disponible en todos los centros hospitalarios y posee una efectividad del 50-60%. La causa más común de esta patología es la hipoxia crónica durante el desarrollo, por ejemplo, en gestaciones en tierras altas (>2500 metros de altitud). Bajo esta premisa y considerando que no existe un tratamiento altamente efectivo, esta tesis plantea el uso de Sildenafil, un inhibidor de la Fosfodiesterasa 5 (PDE-5), como tratamiento vasodilatador y antirremodelante de la musculatura lisa pulmonar con el fin de revertir la HAPN. De esta manera, este tratamiento pretende mejorar las variables cardiopulmonares in vivo, disminuir el remodelamiento vascular y mejorar la expresión de factores de transcripción o proteínas vasoactivas pulmonares que indiquen una mayor capacidad vasodilatadora. Para lograr esto, once corderos gestados, nacidos y criados en Putre (3600 metros de altitud) fueron utilizados en este estudio. El grupo control (C, n=6) recibió vehículo y el grupo tratado recibió sildenafil (S, n=5; 1 mg/kg/12 h x 5 días EV). El tratamiento fue administrado desde el día 4 al 8 de vida, y los animales se monitorearon durante el primer mes de vida, para la evaluación cardiopulmonar de todo el período neonatal. Posterior a esto, se les realizó eutanasia para la evaluación de la función vascular pulmonar ex vivo mediante miografía de alambre, además del análisis morfo estructural y de expresión de proteínas vasoactivas. El tratamiento instaurado con sildenafil no logró reducir la mPAP de manera significativa in vivo, sin efectos adversos en las variables sistémicas. Sin embargo, al evaluar su efecto de manera aguda, sildenafil genera una disminución estadísticamente significativa al comparar valores de mPAP basales versus infusión y post-infusión. Por otro lado, la función vasoconstrictora ex vivo presentó una mayor capacidad contráctil en el grupo S estadísticamente significativa. Al mismo tiempo, las arterias tratadas con sildenafil presentaron una dilatación dependiente e independiente de endotelio significativamente mayor que las arterias control, evidenciando una mejora de la disfunción endotelial. Finalmente, sildenafil indujo una disminución del diámetro vascular, con una mayor área de capa adventicia porcentual de manera significativa versus el grupo control, sin cambios en la expresión de las proteínas asociadas a la vía oxido-nitrérgica, exceptuando la expresión de PDE-5 la cual fue estadísticamente menor en este grupo. En conclusión, sildenafil indujo modificaciones que podrían considerarse positivos para los mecanismos determinantes de la fisiopatología de la HAPN. No obstante, estos cambios no se manifestaron en una mejoría clínica.

Pulmonary arterial hypertension of the newborn (PAHN) is a severe cardiopulmonary syndrome characterized by a pathological increase in mean pulmonary arterial pressure (mPAP>20 mmHg), which commonly courses with tachypnea and severe hypoxemia in newborns. Pathophysiologically, there is a failure in the fetal to neonatal circulation transition with the consequent poor adaptation of the lungs to extrauterine life, preserving an elevated pulmonary vascular tone with vascular remodeling that derives in a persistent increased in pulmonary vascular resistance. Currently, the only approved treatment is inhaled nitric oxide, which is very expensive, is not available in all health centers and has only 50-60% effectiveness. The most common cause of this pathology is chronic hypoxia during development, for example, in gestations at highlands (>2500 m above sea level). Under this premise and considering that there is no highly effective treatment, this thesis proposes using Sildenafil, a phosphodiesterase-5 (PDE-5) inhibitor, as a vasodilator and anti-remodeling treatment to reverse PAHN at high-altitudes. In this way, this treatment aims to improve cardiopulmonary variables in vivo, decrease vascular remodeling and improve the expression of transcription factors or pulmonary vasoactive proteins towards an improved vasodilatory capacity. To achieve this, eleven lambs gestated, born and raised in Putre (3600 m above sea level) were used in this study. The control group (C, n=6) received vehicle, and the treated group received sildenafil (S, n=5; 1 mg/kg/12 h for 5 days, IV). Treatments were administered from day 4 to 8 of life, and the animals were monitored during the first postnatal month to evaluate cardiopulmonary function during the neonatal period. After this, they were euthanized for ex vivo evaluation of pulmonary vascular function by wire myography, morphostructural analysis and vasoactive protein expression. The findings showed that sildenafil failed to reduce PAP significantly in vivo, with no adverse effects on systemic variables. However, when evaluating the acute effects, sildenafil induces a significant decrease when comparing infusion and post-infusion with baseline in mPAP values. On the other hand, the treatment induced ex vivo a significant increase in contractile capacity. In addition, sildenafil-treated arteries showed significantly greater endothelium-dependent and -independent dilatation than control arteries, evidencing an improvement in endothelial dysfunction. Moreover, sildenafil induced a decrease in vascular diameter, with a significantly great area of the adventitial layer than the control group, without changes in the expression of proteins associated with the oxide-nitrergic pathway, except for the expression of PDE-5 which was statistically lower in this group. In conclusion, the proposed treatment generated changes that could be considered positive for the mechanisms determining the pathophysiology of PAHN. However, these changes did not translate into a clinical improvement.