Remodelado vascular en un modelo experimental deinsuficiencia cardiaca con fracción deeyección preservada

Abstract

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en Chile y el mundo. Una de las más prevalentes es la insuficiencia cardiaca, en la que el corazón no es capaz de suplir las demandas energéticas de los tejidos. La insuficiencia cardiaca con fracción de eyección preservada (HFpEF) constituye una forma de insuficiencia cardiaca caracterizada por una disfunción en la diástole cardiaca, y tiene una alta prevalencia en la población. Se encuentra asociada una gran cantidad de comorbilidades, como lo son la obesidad y la hipertensión arterial. Dentro de los componentes de la fisiopatología de la HFpEF se ha destacado la disfunción vascular. Pacientes con HFpEF presentan alteraciones en la función vascular, determinada por imagenología no invasiva. En el presente trabajo se implementó un modelo murino de HFpEF recientemente descrito, basado en una alimentación

con dieta alta en grasas (rica en palmitato) y administración simultánea de N-γ-nitro- L-arginina metil éster (L-NAME), inhibidor de las óxido nítrico sintasas. Estos

ratones desarrollan un fenotipo cardiometabólico de HFpEF, caracterizado por obesidad, intolerancia a la glucosa, hipertensión arterial, intolerancia al ejercicio y disfunción diastólica con función sistólica preservada. En estos animales se evaluó el remodelado vascular asociado con el desarrollo de esta patología. La hipótesis propuesta fue: ““Ratones tratados con una dieta rica en palmitato y L-NAME desarrollan HFpEF cardiometabólico y remodelado vascular de las arterias aorta, carótida y femoral, asociado a un cambio fenotípico de células musculares lisas vasculares”. Para responder esta hipótesis, se plantearon 3 objetivos específicos: 1) Determinar parámetros cardiometabólicos en ratones tratados con una dieta rica en palmitato y L-NAME durante 15 semanas para implementar un modelo murino de HFpEF. 2) Evaluar el remodelado vascular y el grado de fibrosis en las arterias aorta, carótida y femoral de ratones HFpEF. 3) Determinar in vitro los efectos del tratamiento con palmitato y L-NAME sobre el fenotipo de las células musculares lisas vasculares. Ratones C57BL6 de 11-12 semanas se trataron con dieta alta en grasa y L-NAME durante 15 semanas. Los animales presentaron alteraciones cardiometabólicos consistentes con un fenotipo moderado de HFpEF. En conjunto, los resultados muestran, por primera vez, que se produce un remodelado vascular en estas arterias, observándose un incremento del grosor de la pared vascular y disminución de su relación con el lumen, fibrosis de la aorta y cambios en la expresión génica de proteínas contráctiles. Para los estudios in vitro, células musculares lisas vasculares se trataron con palmitato y L-NAME. Los resultados mostraron que este tratamiento generó alteraciones fenotípicas en estas células, caracterizadas por una disminución en las proteínas contráctiles y de los niveles de colágeno, sin alteraciones en la proliferación celular. Colectivamente los resultados de esta tesis dan cuenta de alteraciones vasculares que se producen en HFpEF, aportando al entendimiento de los mecanismos que subyacen esta patología para el desarrollo futuro de nuevas estrategias terapéuticas para su tratamiento.

Vascular remodeling in an experimental model of heart failure with preserved ejection fraction Cardiovascular diseases are the main cause of death in Chile and the world. One of the most prevalent is heart failure, in which the heart is unable to meet the energy demands of the tissues. Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is a form of heart failure characterized by diastolic dysfunction, and it has a high prevalence in the population. Several comorbidities are associated, including obesity and arterial hypertension. Among the components of the pathophysiology of HFpEF, vascular dysfunction has been highlighted. Patients with HFpEF present alterations in vascular function, assessed by non-invasive imaging. In the present work, a recently described mouse model of HFpEF was implemented, based on a diet

containing high fat (mainly palmitate) and the simultaneous administration of N-γ- nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME), a nitric oxide synthase inhibitor. These mice

develop a cardiometabolic HFpEF phenotype, characterized by obesity, glucose intolerance, hypertension, exercise intolerance, preserved systolic function and diastolic dysfunction. Vascular remodeling associated with the development of the pathology was evaluated in these mice. The proposed hypothesis was: ““Mice treated with a diet rich in palmitate and L-NAME develop cardiometabolic HFpEF and vascular remodeling of the aorta, carotid and femoral arteries, associated with a phenotypic change in vascular smooth muscle cells”. To test this hypothesis, three specific aims were established: 1) To determine cardiometabolic parameters in mice treated with a diet rich in palmitate and L-NAME for 15 weeks to implement a murine model of HFpEF. 2) To evaluate the vascular remodeling and the degree of fibrosis in the aorta, carotid and femoral arteries of HFpEF mice. 3) To determine in vitro the effects of treatment with palmitate and L-NAME on the vascular smooth muscle cell phenotype. To this end, 11-12 weeks old C57BL6 mice were treated with high-fat diet and L-NAME for 15 weeks. The animals presented cardiometabolic alterations consistent with a moderate HFpEF phenotype. The results showed for the first time that vascular remodeling occurs in these arteries, in which the thickness of the artery wall was increased and its relationship to the lumen decreased, with fibrosis of the aortic artery and alterations in contractile proteins gene expression. For in vitro studies, vascular smooth muscle cells were treated with palmitate and L-NAME. The results showed that this treatment generated phenotypic alterations in these cells, characterized by a decrease in contractile proteins and collagen levels, without alterations in cell proliferation. In aggregate, the results obtained in this thesis account for vascular alterations that occur in HFpEF, contributing to the understanding of the mechanisms underlying this pathology for the future development of new therapeutic strategies for its treatment.