Antecedentes. La hiperhomocisteinemia, un factor de riesgo independiente para la enfermedad cardiovascular y la aterotrombosis, altera la función endotelial por
un mecanismo no totalmente elucidado. La inhibición de la lisiloxidasa (LOX), una enzima implicada en la maduración de la matriz extracelular, impide la función
de la barrera endotelial, y puede estar relacionada con la disfunción endotelial inducida por homocisteína (HC).
Objetivo. El objetivo del presente estudio fue analizar el efecto de la HC sobre la regulación de LOX en células endoteliales vasculares.
Resultados. A concentraciones fisiopatológicas (35 µM), la HC inhibió la actividad LOX en células endoteliales aórticas porcinas. La homocisteína tiolactona y otras moléculas relacionadas que contienen grupos sulfhidrilo (cisteína), pero no la metionina ni la homocisteína (que no contienen grupos tiol) inhibieron la LOX. Además, el bloqueo del grupo sulfhidrilo de la HC por N-etilmaleimida suprimió la inhibición de LOX inducida por HC. Este proceso fue desencadenado por el estrés oxidativo, ya que la superóxido dismutasa y la vitamina C revirtieron la inhibición de LOX producida por HC. Por el contrario, el efecto no fue mediado por inducción de estrés en el retículo endoplasmático. Finalmente, dosis altas de HC (200 µM), normales en la hiperhomocisteinemia severa, redujeron los valores de ARNm (~2 veces) y la actividad del promotor de LOX en experimentos de transfección transitoria.
Conclusiones. Los resultados sugieren que la inhibición de LOX contribuye a la disfunción endotelial asociada a la hiperhomocisteinemia. Este efecto depende de un mecanismo relacionado con la inhibición de la actividad y la expresión de LOX.
COMENTARIO
La teoría más aceptada sobre el origen de la aterosclerosis (respuesta a la lesión) señala como causa inicial de este proceso la existencia de disfunción endotelial. Las células endoteliales, que normalmente actúan manteniendo la homeostasis vascular a través de múltiples mecanismos, pierden esta capacidad de regulación, lo cual conduce al incremento de la permeabilidad vascular a las lipoproteínas plasmáticas y al aumento de la adhesión de monocitos al endotelio. Resulta evidente, por tanto, que la disfunción endotelial da lugar a la acumulación y retención en el espacio subendotelial de monocitos (que posteriormente se diferenciarán a macrófagos) y de lipoproteínas (que sufrirán procesos de oxidación), los actores principales en la formación de células espumosas y de la placa de ateroma. Aunque se ha dedicado mucho esfuerzo a caracterizar este proceso, quizá se ha prestado menos atención a investigar los mecanismos que conducen al estímulo inicial, es decir, a la disfunción del endotelio. Uno de los factores clave en el establecimiento de la disfunción endotelial es la alteración en la composición de la matriz extracelular (ECM).
La LOX es una enzima clave en la maduración y el mantenimiento de la estructura de la ECM. En concreto, cataliza la desaminación oxidativa de grupos amino, necesaria para el entrecruzamiento de monómeros de colágeno y elastina. En el presente estudio, Raposo et al1 demuestran que valores moderadamente altos de homocisteína inhiben la LOX; los mismos autores habían demostrado previamente que altas concentraciones de LDL nativas también inhiben esta enzima2. Es decir, que dos de las causas más conocidas de disfunción endotelial (valores elevados de lipoproteínas de baja densidad y de homocisteína) se relacionan con la inhibición de la LOX en células del endotelio vascular. Los autores de ambos estudios sugieren que la alteración en la composición de la ECM como consecuencia de la inhibición de la LOX es uno de los factores que alterarían la función de barrera del endotelio vascular, incrementando su permeabilidad a las lipoproteínas. De este modo, se identifica un mecanismo que conecta conocidos factores de riesgo de la enfermedad cardiovascular con el proceso inicial de disfunción que conducirá al establecimiento de ésta.
También en fases más tardías de la enfermedad aterosclerótica, la reducción en la actividad de la LOX contribuye a una remodelación anormal de la matriz extracelular que puede culminar en la rotura de la placa. Así, otros autores han descrito que citocinas como el interferón-*, cuya producción aumenta durante la rotura de la placa, reducen los valores de ARNm de LOX en células musculares lisas de aorta de rata3. La reducción del entrecruzamiento de fibras derivado de la inhibición de la LOX parece incrementar la susceptibilidad del colágeno y la elastina a la degradación por metaloproteinasas.
Sin embargo, la remodelación de la matriz endotelial es un proceso que también está relacionado con la respuesta fibroproliferativa que se produce tras angioplastia, endarterectomía o bypass. Un estudio reciente sugiere que tras la lesión de la carótida por balón en ratas, se produce un incremento en el ARNm y la proteína correspondientes a la LOX, que precede la acumulación de colágeno y el estrechamiento de la luz arterial4. Por tanto, aunque en ciertas circunstancias una baja actividad LOX puede considerarse proaterogénica, la inhibición de la LOX podría constituir una aproximación terapéutica interesante para disminuir o prevenir la reestenosis.
La relevancia clínica de los resultados obtenidos por Raposo et al1 es evidente teniendo en cuenta que la mayoría de los experimentos se ha realizado a concentraciones de homocisteína (35 µM) habituales en la hiperhomocisteinemia moderada. De hecho, se ha demostrado que incrementos mínimos (entre 2 y 3 µM) en los valores plasmáticos de homocisteína ya son capaces de producir disfunción endotelial en humanos5. El estrés oxidativo parece ser la causa de la disfunción endotelial producida por homocisteína, y se ha sugerido que la producción de radicales libres desactiva el NO generado por el endotelio originando vasoconstricción, agregación plaquetaria y adhesión de monocitos6. Según Raposo et al1, la inhibición de la LOX tras la exposición de células endoteliales a homocisteína se debe a la generación de radicales superóxido; en consecuencia, la acción antioxidante de la vitamina C revierte la inhibición de la LOX. Por otra parte, en un estudio realizado en voluntarios sanos, se observó que los suplementos de vitamina C (1 g/día durante 1 semana) reducen la disfunción endotelial asociada a la homocisteína, sin que se produzcan reducciones en los niveles de ésta6. Considerando todos estos resultados, puede concluirse que valores moderadamente elevados de homocisteína producen un aumento en la generación de radicales libres que, por una parte, conduciría a la inactivación del NO y, por otra parte, a la inhibición de la LOX, dos factores que contribuirían a la disfunción del endotelio. La identificación del estrés oxidativo como factor clave en el establecimiento de disfunción endotelial implica que las sustancias con acción antioxidante podrían impedir este proceso. La utilidad clínica de los suplementos de vitamina C, sin embargo, es sujeto de controversia: aunque el tratamiento con altas dosis de vitaminas antioxidantes (C y E) parece tener un efecto beneficioso sobre el endotelio, los grandes estudios clínicos aleatorizados realizados hasta el momento no han demostrado efectividad en cuanto a la reducción del riesgo cardiovascular. Sin duda, se necesitan más estudios para establecer el papel exacto del estrés oxidativo en la patogénesis de la aterosclerosis y su prevención por antioxidantes.
M. Alegret