Paraoxonasa: sus múltiples funciones y regulación farmacológica

La homocisteína, aminoácido no-proteico, es un importante factor de riesgo de aterosclerosis y trombosis, afecta la vasodilatación y la función normal del endotelio vascular, es pro-inflamatoria e induce estrés de retículo endoplásmico. Su conformación más reactiva, la homocisteína tiolactona, producto de la acción no específica de la metionil-t RNA sintetasa, se incorpora a proteínas mediante puentes disulfuro (S-homocisteinilación) o uniones amida (N-homocisteinilación) produciendo graves efectos sobre la estructura y función proteica conduciendo a toxicidad celular, respuestas autoinmunes y aterogénesis. La enzima paraoxonasa-1, integrante de la lipoproteína de alta densidad, fue inicialmente considerada por su capacidad de hidrolizar derivados organofosfato, pero luego se le atribuyó un importante papel protector contra la aterosclerosis por prevenir la oxidación de lipoproteínas e hidrolizar homocisteína tiolactona. Existen evidencias acerca del papel de paraoxonasa-1 en la enfermedad vascular. Los factores genéticos (polimorfismos de la paraoxonasa-1), ambientales y el estilo de vida influyen sobre su concentración y actividad biológica, pero distintos fármacos como hipolipemiantes o cardioprotectores y otros, como antibióticos y esteroides, son también importantes moduladores. En la presente revisión se actualiza la más destacada información sobre los estudios clínicos y experimentales que permiten entender el papel que cumple esta enzima en la protección ante el desarrollo de la aterosclerosis.

Homocysteine, a non-protein amino acid, important risk factor for atherosclerosis and thrombosis, causes dysfunction of vascular endothelial cells traduced in inadequate vasodilatation mechanism, is pro-inflammatory and induces endoplasmic reticulum stress. The more reactive conformation is the homocysteine thiolactone (HcyT), product to the nonspecific action of methionyl-tRNA synthetase, which is incorporated into proteins by disulfide bonds (S-homocysteinilation) or amide bonds (N-homocysteinilation) affecting protein structure and function leading to cell toxicity, autoimmune responses and atherogenesis. The enzyme paraoxonase-1 (PON1), part of high density lipoprotein (HDL), had been studied only for its ability to hydrolyze organophosphate derivatives. But, more recently it has been attributed other important role. The enzyme activities are involving in protecting against the development of atherosclerosis, by preventing oxidation of lipoproteins and hydrolyze HcyT. There is growing evidence about the protective role of PON1 in vascular disease. Genetic factors (polymorphisms of the PON1), environmental and lifestyle influence their concentration and biological activity, but drugs used as cardioprotectives and lipid-lowering or others, such as antibiotics and steroids, are also important modulators. This review is an updated of the most prominent information on clinical and experimental studies for understanding the role of the PON-1 in the protection against development of atherosclerosis.

Introducción

La hipertensión arterial, el tabaquismo, la diabetes mellitus y la dislipemia se consideran factores de riesgo de enfermedad cardiovascular (CAD), una de las principales causas de muerte; sin embargo, también ocurren eventos vasculares en personas con ausencia de estos factores. Numerosos estudios clínicos muestran que la homocisteinemia (tHcy) es un factor de riesgo independiente de CAD y de enfermedad cerebrovascular. Entre los mecanismos celulares por los que la Hcy puede contribuir al desarrollo de la CAD, se incluyen sus efectos sobre el normal plegamiento proteico, el estrés oxidativo y la inducción de factores pro-inflamatorios.^1-3 La Hcy adquiere mayor toxicidad al ciclarse y formar homocisteína tiolactona (HcyT) por la acción no específica de la enzima metionil-tRNA sintetasa (MetRS).⁴ La HcyT se une por puentes disulfuro a grupos sulfhidrilos libres de las proteínas (S-homocisteinilación) o por acilación a grupos amino libres de residuos de lisina (N-homocisteinilación),⁵ dañando la estructura proteica y afectando sus actividades fisiológicas.⁶ Entre las proteínas S-homocisteiniladas se describieron: anexina, fibronectina, Factor Va; y entre las N-homocisteiniladas: albúmina, fibrinógeno, tripsina, γ-globulina, transferrina, lipoproteína de alta densidad (HDL), lipoproteínas de baja densidad (LDL).⁷ En particular, la homocisteinilación de las LDL incrementa su susceptibilidad frente a la oxidación y facilita su captación por los macrófagos. Además, las LDL homocisteiniladas provocan respuesta autoinmune e incrementan la inflamación vascular. Los coágulos formados a partir del fibrinógeno homocisteinilado tienen alta resistencia a la lisis, con lo que contribuye al desarrollo de CAD y enfermedad vascular.⁵ También se ha comprobado la citotoxicidad de la HcyT sobre el endotelio vascular humano, de animales de experimentación⁸  y células promieloideas,⁹ además inhibe la señal insulínica en células de hepatoma de rata.¹⁰ La magnitud de síntesis de HcyT y de homocisteinilación protéica en células endoteliales depende de los niveles de tHcy, metionina, folato y HDL.^4,5

Paraoxonasa y su actividad de homocisteína tiolactonasa

La PON1 (arildialquilfosfatasa, E.C.3.1.8.1), descrita en 1946 por A. Mazur,¹¹ es una enzima dependiente de calcio con actividades de esterasa y lactonasa. Aún sin conocerse su papel fisiológico, se la describió por su capacidad de hidrolizar derivados de compuestos organofosfato;¹¹ los mismos que inhiben la acción de la acetil colinesterasa,¹² causando síndrome colinérgico y polineuropatía crónica.¹³ Los sustratos de paraoxonasa-1 (PON1) son tri-ésteres del ácido fosfórico¹⁴ como paraoxón y diazoxón, metabolitos de los insecticidas altamente tóxicos para tión y diazinón, respectivamente. Esta enzima hidroliza también los agentes nerviosos sarín y somán y ésteres aromáticos como fenilacetato y naftilacetato.¹⁵ En 1991 Mackness y colaboradores¹⁶ sugirieron que la enzima podría ser capaz de impedir o limitar la oxidación de las LDL. Ese fue el primer informe que le adjudicó a la PON1 capacidad antioxidante, tornándose en un punto nodal para entender la importancia clínica de esta enzima, dada la relación entre el estrés oxidativo, la oxidación del LDL y la aterosclerosis. En la actualidad es creciente el interés en el conocimiento del papel que juega esta enzima en la protección del desarrollo de la aterosclerosis. Billecke y colaboradores¹⁷ demostraron que el suero humano posee actividad de homocisteína tiolactonasa capaz de hidrolizar lactonas y esteres de carbonatos cíclicos. Hidroliza HcyT para formar nuevamente Hcy en una reacción Ca²⁺ dependiente, como las actividades paraoxonasa/arileste rasa de PON1. La HcyT resultó tener idéntica secuencia de aminoácidos que la PON1.¹⁸ Estos descubrimientos sugirieron que la función anti-aterogénica de PON1 no se restringe solamente a la inhibición de la oxidación de las LDL. En humanos, la actividad de HcyT de la PON1 se correlaciona inversamente con la concentración de tHcy y es predictora de CAD.¹⁹ Esta capacidad de hidrolizar HcyT es hoy considerada una de sus principales funciones.^4,5

Familia de tres genes paraoxonasas

Primo-Parmo y colaboradores²⁰ descubrieron que PON1 es miembro de una familia de tres genes: PON2, PON3 y PON1, localizados en este orden en el brazo largo del cromosoma siete (q21.22). Las tres PON comparten 70% de identidad en sus secuencias. PON1 es el miembro mejor estudiado y caracterizado de la familia que parece haber surgido de una duplicación de un gen común ancestral (probablemente PON2). Esto explicaría tanto la homología como la localización adyacente en el cromosoma siete. También se postula que esta familia habría evolucionado ligada a lactonasas, por la presencia de secuencias similares en ambos genes.²¹ En los humanos, las PON se expresan en diferentes tejidos.²⁰ Los genes PON3 y PON1 se expresan y sintetizan exclusivamente en el hígado mientras que PON2 en cerebro, hígado, riñón y testículo.²² PON1 y PON3 son secretadas por las células hepáticas y en circulación están unidas a las HDL, aunque en suero humano predomina PON1.²³ La enzima PON2 es de localización exclusivamente celular. Se encuentra en la membrana con su sitio activo hacia el exterior de la célula. PON1 también presenta la misma orientación en la membrana celular antes de ser excretada al suero.²⁴ PON2 y PON3 también exhiben propiedades antioxidantes y protegen o revierten la oxidación de HDL y LDL, pero no actúan contra los organofosforados como el paraoxón.

Polimorfismos genéticos de la PON1

La clonación del gen en 1993 permitió la identificación de más de 200 polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs) en diferentes regiones del gen PON1.²⁵ La atención se focalizó en SNPs de la región codificante en las posiciones 192 y 55 y en la región promotora - 108. La sustitución de glutamina (Q) por arginina (R) en el codón 192 determina diferente actividad hidrolítica hacia varios sustratos.²⁶ El alelo Q es menos eficiente que el R para hidrolizar paraoxón, pero más eficiente frente a diazoxón, somán y sarín²⁷ y las lipoproteínas oxidadas: (ox-HDL y ox-LDL).²⁸ La modificación del núcleotido 192 no afecta la capacidad de hidrólisis del fenilacetato. Dado que la aloenzima Q resultó ser la más eficiente en la protección contra la oxidación de las lipoproteínas, las investigaciones se orientaron hacia la relación de los polimorfismos de PON1 con el riesgo de CAD. Los estudios resultaron ser discrepantes, unos mostraron que el polimorfismo Q192 está más asociado con menor riesgo de CAD que el polimorfismo R y otros, que no existe asociación con ninguno de los dos alelos PON1-192.²⁹ La sustitución de leucina (L) por metionina (M) en la posición 55 es determinante de diferentes concentraciones séricas de la proteína PON1. El alelo M está asociado con concentraciones más bajas. Se han descrito cinco polimorfismos en la región promotora. La sustitución C-108T parece tener una gran influencia sobre los niveles plasmáticos de la proteína PON1. De hecho, los bajos niveles en los PON1M55 parecen ser el resultado de un desequilibro relacionado con el alelo C-108T. El alelo C-108C determina niveles de PON1 que son el doble de los que provee el alelo C-108T.³⁰ El polimorfismo L55M está asociado en forma independiente con la formación temprana de placas ateroscleróticas,³¹ mientras que el genotipo PON1 LL es un predictor significativo de CAD.³² Otros estudios no encontraron una asociación entre este polimorfismo PON1 y el infarto de miocardio.³³

Características estructurales de la paraoxo-nasa

La PON1 humana es una glicoproteína compuesta por 354 aminoácidos y su peso molecular es de 43 kDa. Es una β-hélice de seis aspas y cada aspa contiene cuatro filamentos. En el túnel central de la hélice hay dos iones calcio separados por 7.4 Å uno del otro. El ion calcio en la sección central es considerado estructural. Su remoción de la PON1 la inactiva frente al paraoxón y al fenilacetato; sin embargo, la falta del Ca²⁺ no afecta su capacidad antioxidante sobre LDL. La PON1 tendría dos sitios activos funcionales, uno para las actividades paraoxonasa/ arilestera sa y el otro para la protección contra la oxidación de las LDL.³⁴ El grupo sulfhidrilo libre en posición 284 es esencial para las dos actividades enzimáticas descritas. Su bloqueo, así como el reemplazo de esa cisteína por Ala o por Ser en mutantes recombinantes para PON1 afecta las dos actividades anteriormente descritas.³⁴ El sitio activo contiene, además, la diada histidina formada por la His115 y la His134, que poseen la capacidad de actuar como base desprotonando una molécula de agua y generando un ion hidróxido que produce la hidrólisis del fenilacetato.²⁵ La actividad y estabilidad de la unión de la enzima a la partícula de HDL dependen de la composición de la partícula, especialmente de la presencia de apolipoproteína AI (apoAI) la cual aumenta la actividad de PON1.³⁵

Sustratos de la PON1

No se ha determinado con exactitud cuál es el sustrato biológico de la PON1. Posiblemente, la enzima cumpla varios papeles con más de un sustrato. La mayor parte de las evidencias acerca de que PON1 inhibe la oxidación lipídica que proviene de las mediciones de oxidaciones lipídicas generales, tales como formación de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS), lipoperoxidos y la formación de dienos conjugados.³⁶ Watson y colaboradores³⁷ publicaron que PON1 purificado de HDL humana cataliza la hidrólisis del 1-palmitoil-2-araquidonoil-sn-glicero-3-fosforilcolina oxidado (Ox-PAPC). Aviram y colaboradores³⁸ propusieron que el sustrato para PON1 es colesterol linoleato hidroperóxido, mientras que van Himbergen y colaboradores³⁹ postularon al ácido linoleico oxidado. Por último, Jakubowski y colaboradores⁴ indicaron que otro sustrato para PON1 es la HcyT. Parecería que PON1 tiene un amplio rango de especificidades por sustratos biológicos. Sin embargo, la variedad de lípidos postulados como sustratos para PON1 pueden también estar originados en las dificultades técnicas en identificar y analizar los productos de la oxidación lipídica porque estos suelen ser inestables y dependientes del tipo y extensión del proceso de oxidación. En ausenc ia de un reconocido sustrato biológico para PON1, su actividad se mide a través de su función como degradante de los sustratos sintéticos, paraoxón y fenil acetato. Estudios más recientes indican que la actividad de arilesterasa (hidrólisis del fenil acetato) es la que mejor refleja la actividad antioxidante de PON1, aunque no sea su responsable directo.⁴⁰ La medición de la actividad arilesterasa es la más utilizada porque se correlaciona con las concentraciones de PON1 sérico medido por ELISA.⁴¹

Efectos antiaterogénicos de la PON1 asociada a la HDL

Se estimó que la baja concentración plasmática de HDL-C es uno de los factores bioquímicos más correlacionados con el riesgo de padecer CAD.⁴² La HDL asociada a PON1, como potencial factor protector frente al riesgo de CAD, no ha sido aún del todo evaluado. Se postula que ante la presencia de un aumento del estrés oxidativo, las HDL protegerían las LDL y las membranas celulares. Esta función de las HDL puede ser asignada a su composición química, a su asociación con antioxidantes liposolubles y a enzimas tales como el factor de activación de plaquetas acetilhidrolasa (PAF-AH), lecitinaco lesterol aciltransferasa (LCAT) y PON1.⁴³ Estudios experimentales desarrollados sobre ratones transgénicos PON1-Knockout o con sobre-expresión de PON1 brindaron evidencias muy convincentes de que PON1 posee efectos antiinflamatorios inhibiendo la formación de la placa aterosclerótica.^44,45 Estudios clínicos encontraron en pacientes jóvenes con CAD menor actividad sérica de la PON1, respecto de los controles.⁴⁶ Sarkar y colaboradores⁴⁷ observaron una baja actividad de PON1 sin disminución de la concentración de HDL en una población india asiática con CAD prematuro. Sin embargo, Rahamani y colaboradores⁴⁸ no encontraron diferencias en la actividad de PON1 entre pacientes con CAD y sus controles. Estas divergencias pueden ser explicadas por la variabilidad en los polimorfismos de PON1. Finalmente, estudios prospectivos, mostraron fuertes evidencias de que los niveles de PON1 son un factor de riesgo independiente de aterosclerosis. El estudio prospectivo Caerphilly realizado sobre 1353 par ticipantes durante 15 años logró determinar que el factor de riesgo predictivo de subsecuentes eventos de CAD era la reducida actividad de PON1 sobre el paraoxón y no así sobre el fenilacetato.⁴⁹ Tampoco la correlación entre HDL-C y PON1 fue lo suficientemente fuerte como para explicar la relación entre PON1 y CAD. La actividad de PON1 fue un fuerte predictor de un nuevo evento coronario en varones pertenecientes al quintilo superior medido por la ecuación de riesgo de Framingham y en aquellos que ya evidenciaban síntomas de CAD en el momento de la admisión al estudio. En forma similar, un estudio de Bhattacharyya y colaboradores⁵⁰ realizado sobre 1399 pacientes durante cuatro años, provee evidencias de una relación entre las actividades de paraoxonasa y de arilesterasa, así como su polimorfismo funcional (Q192R) y el riesgo de desarrollo de CAD y sus complicaciones agudas. La mayoría de los estudios indican que es la actividad de PON1 y no así su genotipo, la que se correlaciona inversamente con riesgo de CAD. Sobre la participación de PON1 en la aterosclerosis se proponen dos posibles mecanismos: la protección antioxidante y la hidrólisis de la HcyT.

Papel antioxidante de la PON1

PON1 puede proteger de la acumulación de lipoperóxidos sobre las LDL in vitro e in vivo.¹⁴ Mediante la hidrólisis de los lipoperóxidos en las ox-LDL, PON1 las despojan de sus propiedades aterogénicas, ya que sólo las ox-LDL, y no las LDL nativas se unen a los receptores basureros y son tomados por los macrófagos conduciendo a la formación de células espumosas. Rozenberg y colaboradores⁵¹ demostraron que PON1 inhibe la biosíntesis de colesterol en los macrófagos e hidroliza los ácidos grasos oxidados de fosfolípidos de membranas celulares, incluidos macrófagos. Se describió que PON1 protege a LDL y HDL de la oxidación preservando su participación en el transporte del colesterol hacia el hígado.³⁸ Los mecanismos por los cuales PON1 inhibe la oxidación de HDL incluyen la hidrólisis de los peróxido de fosfolípidos y de los hidroperóxido ésteres de colesterol (actividad de estera sa).²⁸ La enzima también reduce los hidroperóxido lipídicos a hidróxidos y presenta una actividad del tipo peroxidasa ya que PON1 degrada al peróxido de hidrógeno (H₂O₂), un ROS producido bajo el estrés oxidativo.³⁸ PON1 unido a HDL es capaz de generar lisofosfatidilcolina, que posee efecto inhibitorio sobre la biosíntesis del colesterol y además estimula la unión de HDL a los macrófagos y la salida del colesterol de las células, reduciendo las concentraciones intracelulares de colesterol, retardando así el proceso de formación de células espumosas. Algunos estudios clínicos evidencian que la función antioxidante de PON1 comienza por la protección de las lipoproteínas (LDL y HDL) contra las modificaciones oxidativas por especies reactivas de oxígeno.³⁸ Los sujetos con síndrome metabólico presentan menor actividad de PON1 y altas concentraciones de lipoperóxidos.⁵² Navab y colaboradores⁵³ demostraron que las HDL con baja actividad de PON1 no protegen a las LDL de la oxidación.

Moduladores de la actividad de PON1

Son numerosos los factores que afectan la actividad de PON1: los polimorfismos genéticos, la edad, el género, el nivel de estrés oxidativo, los fosfolípidos oxidados en LDL y HDL, el consumo de alcohol, el tabaquismo, la actividad física.⁵⁴ La actividad de PON1 varía con la edad, es más baja en niños,⁵⁵ alcanza su mayor nivel en adultos jóvenes y declina en adultos mayores y en mujeres después de la menopausia.⁵⁶ Goldhammer y colaboradores⁵⁷ observaron mayor actividad de PON1 en las mujeres. El estrés oxidativo ejerce un fuerte impacto, pudiendo conducir a la inactivación de la enzima.⁵⁸ Los fosfolípidos oxidados en las partículas de LDL y HDL reducen la actividad de PON1, siendo la isoforma PON1R más sensible a la oxidación que la isoforma PON1Q.⁵⁹ En ratones se vio que los factores que disminuyen el estrés oxidativo como los flavonoides antioxidantes presentes en el jugo de granada protegen a la PON1 de la oxidación inducida por Cu²⁺.⁶⁰ La suplementación nutricional con jugo de granada a un grupo de pacientes con estenosis de arteria carótida durante un año, se tradujo en un incremento significativo (83%) en la actividad de PON1, acompañada de una también significativa reducción (90%) de la oxidación de LDL, tanto basal como inducida por Cu²⁺.³⁵ El consumo de vino tinto o sus flavonoides quercetina o catequina por ratones deficientes en apolipoproteína E, reduce el estrés oxidativo y contribuye a la actividad hidrolítica de la PON1 sobre el ox-LDL y en la lesión aterosclerótica.^61,62 Nguyen y Sok⁶³ describieron un efecto benéfico de los ácidos monoenoicos, especialmente el ácido oleico, y sus derivados fosfolipídicos sobre la PON1. Ratas a las que se les administraron ácidos grasos monoinsaturados, presentaron mayor actividad de PON1 que los que recibieron ácidos grasos saturados o altamente poliinsaturados.⁶⁴ La hipertrigliceridemia posprandrial modula la actividad y concentración de PON1.⁶⁵ El consumo moderado de alcohol⁶⁶ causa 395% de incremento de la actividad de PON1, mientras que el suero de los alcohólicos presenta 45% menos de actividad que los no alcohólicos. La ingesta leve de alcohol estimula la PON1 mediante la regulación positiva de su mRNA hepático en ratas y humanos. Sin embargo, el alto consumo de alcohol inhibe la actividad y expresión de la PON1, independientemente de sus polimorfismos.⁶⁷ Senti y colaboradores⁵² mostraron que la actividad de PON1 fue menor en fumadores que en no fumadores y ex fumadores como consecuencia del mayor estrés oxidativo y de la modificación en la actividad de la enzima. Las partículas de LDL de los fumadores son más susceptibles a la oxidación y a su metabolismo por macrófagos que las de no fumadores.⁶⁸ James y colaboradores⁶⁹ publicaron que el tabaquismo está asociado con una reducción de la actividad y concentración de PON1 sérica en pacientes con CAD.

Regulación farmacológica de la PON1

En los últimos años, el uso de drogas hipolipemiantes se ha incrementado sustancialmente. Aunque el principal objetivo del uso de estas drogas es la reducción de los niveles de LDL-C, también se sumó su capacidad de afectar otros aspectos del metabolismo lipídico, como la elevación de los niveles de HDL-C. Dado que PON1, junto con la subpoblación apoAI se encuentra enteramente ligada a las partículas de HDL²³ y existe una positiva, aunque débil, correlación entre las concentraciones de HDL-C séricas y de PON1,⁷⁰ se postuló que los factores que aumentan HDL deberían influir también sobre PON1. Gran número de trabajos se han realizados para examinar los efectos de estas drogas, particularmente fibratos y estatinas sobre la actividad y concentración de PON1. Incluso se llevaron a cabo estudios más detallados sobre su potencial papel como reguladoras de la expresión del gen PON1.

Estatinas

Las estatinas, inhibidores de la 3-hidroxi-3-metilglutarilcoenzima A (HMG-CoA) reductasa, son ampliamente utilizadas para reducir el colesterol plasmático total y las LDL-C en pacientes con hiperlipidemia.⁷¹ En muchos estudios se ha podido comprobar su efectividad para reducir la morbimortalidad por complicaciones ateroscleróticas.⁷² Los mecanismos por los que se alcanzan sus efectos benéficos se extienden más allá de sus propiedades como reductores del colesterol. Estas drogas reducen las reacciones antiinflamatorias vasculares,⁷³ estabilizan la placa aterosclerótica,⁷⁴ inhiben la proliferación de las células musculares lisas,⁷⁵ desplazan favorablemente el balance entre coagulación y fibrinolisis⁷⁶ y estimulan la producción de óxido nítrico vascular.⁷⁷ Estos efectos pleiotrópicos de las estatinas no son atribuibles a sus propiedades lípidoreductoras, sino a sus efectos supresores de la síntesis de isoprenoides no esteroides los cuales, al igual que el colesterol, son productos de la cascada del mevalonato. Las estatinas reducen los niveles de farnesil y de geranilgeranil pirofosfato lo que conduce a una disminución de la isoprenilación proteica, modulando los mecanismos de trasducción intracelular en los que intervienen proteínas ligadoras de GTP.⁷⁴ No todos los pacientes responden a las estatinas con un aumento de la concentración de HDL-C.⁷⁸ Los efectos de las estatinas sobre HDL-C podrían depender de sus concentraciones basales, del género, o de los niveles basales de triglicéridos.^79-81 pero además existen diferentes resultados con distintas estatinas. En algunos estudios, simvastatina resultó más efectiva en incrementar HDL-C que atorvastatina.^82,83 Las modificaciones oxidativas de las LDL son un evento clave en la formación de la lesión aterosclerótica.⁸⁴ En las últimas décadas, se hizo evidente que las HDL poseen propiedades antioxidantes que protegen a las partículas de LDL y de la propia HDL de la oxidación. Durante este proceso, PON 1 asociada a las HDL ha sido postulada como la posible causante de este fenómeno.³⁸ Los efectos antioxidantes de la atorvastatina fueron atribuidos a su papel como inductora de la actividad de PON1.^85,86 También simvastatina eleva PON1 en pacientes con hipercolesterolemia familiar sin afectar la HDL-C.⁸⁷ Sin embargo, dado que la hipercolesterolemia per se reduce la actividad de PON1,^29,87 se pensó que el efecto de simvastatina podría ser secundario a la reducción de la colesterolemia. Otro estudio⁸⁸ mostró un incremento significativo (20%) en la actividad y concentración de PON1 en pacientes tratados con simvastatina durante seis semanas. El tratamiento con 20 mg de atorvastatina durante un mes resultó en un incremento de 53% en la actividad de PON1,⁸⁹ por lo contrario, otro estudio realizado sobre una mayor cantidad de pacientes con dislipidemia de tipos IIA y IIB, no mostraron ningún efecto luego de cuatro meses de tratamiento.⁹⁰ En estudios in vitro, la simvastatina aumentó hasta 2,5 veces la actividad del promotor del gen PON1 en forma dosis dependiente en células HepG2 derivadas de un carcinoma hepatocelular humano. La activación ocurrió en una región de 127pb en el extremo proximal del promotor que contenía el polimorfismo C(-108)T.⁸⁸ Esta región fue también necesaria para la regulación positiva del promotor PON1 por el factor de trascripción SREBP2 (factor de trascripción llamado proteína que liga al elemento regulado por esterol). SREBP2 está íntimamente ligada al metabolismo del colesterol y se conoce que está estimulada en células HepG2 tratadas con las estatinas atorvastatina, lovastatina o simvastatina. Las tres mostraron la misma respuesta.⁹¹ Contrariamente a estos hallazgos, Gouedard y colaboradores⁹² vieron que el tratamiento de células del hepatoma humano HuH-7 con simvastatina, pravastatina o fluvastatina produce una inhibición de hasta 40% de la actividad del promotor. Los niveles del mRNA de la PON1 también fueron reducidos. Ese estudio identificó una región regulatoria cercana al -550 pb que responde a estatinas, en contradicción con los estudios de Deakin y colaboradores⁸⁸ en los que se limita este efecto a la región más proximal -200pb. Estas diferencias podrían deberse a que esos trabajos se realizaron con distintas líneas celulares, aunque los datos de Gouédard y colaboradores⁹² además contradicen resultados de estudios clínicos acerca de los efectos de las estatinas sobre PON1. Sin embargo, existen al menos dos estudios en rata que muestran una disminución de la actividad de PON1 como respuesta al tratamiento con estatinas.^93,94 Esta disparidad en los resultados podría ser debida a diferencias en las líneas celulares utilizadas o a la versión del promotor de PON1 estudiado. Evidentemente, se requieren más estudios para clarificar los efectos de las estatinas sobre la expresión del gen PON1.

Fibratos

Las otras drogas también ampliamente usadas como hipolipemiantes son los fibratos, que han demostrado tener acción sobre triglicéridos y partículas ricas en colesterol. Sus efectos más importantes en la clínica son una significativa reducción de los triglicéridos y un aumento en el HDL-C.⁹⁵ Actúan a través de la reducción de la concentración de ácidos grasos libres como sustratos de la formación de triglicéridos y del incremento de la lipólisis de lipoproteínas ricas en triglicéridos.⁷¹ Los efectos de los fibratos sobre la actividad de PON1 son ambiguos. Durrington y colaboradores⁹⁶ publicaron que ocho semanas de terapia con bezafibrato y gemfibrozil no modificaron la actividad de paraoxonasa en pacientes con hiperlipidemia del tipo IIb y Tsimihodimos y colaboradores⁹⁷ demostraron que tres meses de tratamiento con fenofibrato micronizado no tiene efecto sobre las actividades de paraoxona y arilesterasa en pacientes con dislipemias de los tipos IIa, IIb y IV. Sin embargo, Yesilbursa y colaboradores⁹⁸ en pacientes con hiperlipidemia y enfermedad coronaria que fueron evaluados después de dos meses de tratamiento con 250 mg por día de fenofibrato, observaron un incremento significativo de la actividad de paraoxonasa (16%). Turay y colaboradores⁹⁹ investigaron el efecto de ciprofibrato sobre la actividad de PON1 en pacientes con hiperlipoproteinemia familiar combinada y encontraron una disminución no significativa en la actividad de PON1. Contrariamente, Paragh y colaboradores¹⁰⁰ previamente habían observado que luego de tres meses de tratamiento con gemfibrozil se aumentaba la actividad de paraoxonasa en pacientes con hipertrigliceridemia y en otro estudio, tres meses de tratamiento con gemfibrozil resultaron en un incremento de la actividad de PON1 en pacientes diabéticos del Tipo 2 con hipertrigliceridemia asociada.¹⁰¹ Paragh y colaboradores¹⁰² en pacientes con síndrome metabólico, después de tratamiento con ciprofibrato no observaron cambios en la concentración sérica de PON1, pero si en la actividad específica que aumentó significativamente. Además observaron incrementos en las concentraciones de HDL-C y de apoAI. Esta respuesta favorable en la actividad de la enzima al ciprofibrato, también fue observada luego de tratamiento con fenofibrato micronizado y gemfibrozil.¹⁰³ Aunque el uso tanto de gemfibrozil como de fenofibrato micronizado, además de producir un favorable perfil lipídico, tienen efectos ventajosos sobre la actividad antioxidante de la PON1 asociada a la HDL.^100,104 Paragh y colaboradores¹⁰² encontraron que el tratamiento con ciprofibrato aumenta la actividad específica del antioxidante PON1 unida a las HDL, lo que favorece una disminución de las concentraciones de ox-LDL. El tratamiento con fenofibrato microcubierto en pacientes con bajos niveles de HDL-C no solo redujo los lípidos aterogénicos (colesterol total, trigliceridos, ox-LDL-C y lipoproteina y apolipoproteina-B) e incrementó los lípidos ateroprotectores, sino que también aumentó la concentración y actividad de PON1.¹⁰⁵ Gouédard y colaboradores92 observaron en un estudio in vitro en células de un hepatoma humano HuH7 que el ácido fenofíbrico, la forma activa del fenofibrato, incrementó la actividad de arilesterasa de la PON1 y los niveles de su mRNA, duplicando la actividad del promotor del gen. Otros compuestos que como el fenofibrato estimulan la actividad de PPARα,¹⁰⁶ resultaron ser entre pobres e ineficientes inductores, por lo que en la inducción del gen PON1 por fenofibrato no parece intervenir este receptor.⁹² Por ejemplo, en un estudio clínico, el gemfibrozil indujo un leve incremento en la actividad de PON1,¹⁰¹ pero en células HuH7 no mostró ningún efecto sobre el promotor del gen. Por otro lado, el tratamiento de pacientes con fenofibrato micronizado normaliza el perfil lipídico y mejora el estatus antioxidante a través del aumento de la actividad de paraoxonasa¹⁰⁴ mientras que en ratas por el contrario, disminuye la actividad de PON1 plasmática.¹⁰⁷ En ratas con hígado graso, inducido por una dieta rica en fructosa, en las que la actividad de PON1 se encuentra reducida, el tratamiento con bezafibrato produjo un aumento de la actividad de PON1.¹⁰⁸ Regulaciones opuestas en humanos y roedores ya han sido descritas para otros genes como transaminasa¹⁰⁹ y ApoAI110 y en algunos casos se demostró que estaba relacionado con diferencias en las secuencias de los promotores.

Otros fármacos

Otros fármacos usados como tratamientos en la aterosclerosis o cardioprotectores, en recientes estudios in vitro han mostrado poseer acción inhibitoria de la actividad de PON1. Entre ellos se encuentra digoxina, glucósido cardiotónico inhibidor de la bomba Na⁺ K⁺ ATPasa en el corazón, el tartrato de metoprolol, bloqueador selectivo del receptor β₁, verapamilo y diltiazem, bloqueadores de canales de calcio, amiodarona, agente antiarrítmico y metilprednisolona, esteroide sintético, del grupo de los glucocorticoides con propiedades inmunosupresoras y anti-inflamatorias.¹¹¹ Además, los antibióticos teicoplanina, rifamicina, tobramicina, ceftriaxona, cefuroxima, ceftazidima, ornidazol y amikacina, también inhiben a la enzima, incluso algunas a muy bajas dosis, por lo que los autores destacan las precauciones que se deben tomar con el uso de estos tratamientos.¹¹² Y por último también se estudiaron algunos contraceptivos a base de etinil estradiol, desogestrol y levonorgestrol sobre la actividad de PON1 en ratones y se observó que son efectivos en la inhibición de la actividad de PON1 hepático, pero por el contrario aumentan la actividad de PON sérico in vivo.¹¹³

Conclusiones

PON1 ejerce una fuerte protección frente a las modificaciones oxidativas, que se consideran causantes de las lesiones ateroscleróticas. Además, por su actividad de tiolactonasa detoxifica a la HcyT protegiendo a las proteínas de la homocisteinilación, factor de riesgo de lesiones vasculares. En consecuencia, las terapéuticas dirigidas a modificar tanto su concentración sérica, como su actividad constituyen una potente herramienta para combatir esta importante enfermedad. En este marco se encuadran las estatinas ya que el aumento del PON1 sérico es uno de sus varios efectos. El incremento de las concentraciones séricas de HDL es también un importante objetivo terapéutico, por su función en el transporte reverso del colesterol, pero también por su asociación física con la PON1, que le aporta su papel como antioxidante. En este punto cumplen una importante función los fibratos ya que aumentan las concentraciones séricas de HDL. Pero otras drogas también han mostrado muy recientemente producir efectos sobre la actividad de esta enzima, uno de los mayores protectores naturales contra las enfermedades vasculares. Entre ellas resultaron ser estimuladoras de su actividad los anticonceptivos esteroideos e inhibidoras algunos antibióticos y cardioprotectores. En todos los casos aún resta aclarar cuáles son sus mecanismos de acción, incluso los relacionados con los de fibratos y estatinas, de los que sólo han sido estudiados algunos aspectos. No debemos olvidar que las modificaciones en el estilo de vida también contribuyen a mejorar PON1 y así disminuir el riesgo de enfermedad vascular. Tabaquismo, falta de actividad física, alimentación pobre en verduras y frutas y alcoholismo, son todos conocidos factores de riesgo de aterosclerosis, que actúan negativamente sobre la concentración y actividad de PON1 sérico. Aún son necesarios más esfuerzos en estudios clínicos prospectivos y experimentales para establecer más y mejores herramientas terapéuticas que actúen sobre esta enzima. Pero también resta responder cuál es el exacto papel biológico que cumple PON1 y establecer si su principal mecanismo de acción es sobre el metabolismo lipídico o su capacidad de hidrolizar HcyT o ambos.

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Correspondencia: Osvaldo Fridman.

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Recibido el 29 de octubre de 2010;

aceptado 17 de marzo de 2011.