Introducción y objetivos

La enfermedad valvular aórtica por calcificación (EVAC) cumple la progresión de calcificación, estenosis y posterior insuficiencia cardíaca. Se asocia con calcificación fibrosa y cambios osteogénicos, pero antes que ellos existe un estado inflamatorio.

A pesar de que existen similitudes con la aterosclerosis coronaria, los estudios con estatinas no demostraron reducir la progresión de esta enfermedad. Se describieron recientemente nexos entre las células endoteliales valvulares (CEV) y las células intersticiales valvulares (CIV), pero los mecanismos fisiopatológicos exactos aún no se dilucidaron.

La enzima dipeptidil peptidasa-4 (DPP4) tiene funciones catalíticas diversas y se encuentra presente en plasma y en la membrana de múltiples células.

Su principal función es segmentar los dipéptidos en su extremo N-terminal, y como la mayoría de sus funciones se producen en hormonas del tipo incretina, esta enzima es blanco terapéutico en la diabetes tipo 2. Se han comenzado a utilizar en forma amplia diversos inhibidores DPP4.

El objetivo de este estudio fue evaluar si la DPP4 puede servir como una diana terapéutica en la EVAC. El mecanismo molecular propuesto es que la DPP4 incrementa la calcificación valvular por segmentar al factor de crecimiento insulino símil tipo 1 (IFG1) en las VIC y por ello dichas células generan una diferenciación osteogénica.

Métodos

Se obtuvieron 10 válvulas humanas calcificadas (obtenidas luego de su extracción para reemplazo valvular) y 8 válvulas de corazones extraídos de recipientes de trasplantes, sin EVAC.

Se utilizaron ratones deficientes de óxido nítrico sintasa endotelial, y ratones normales de 8 semanas de vida, que fueron distribuidos aleatoriamente para recibir sitagliptina oral por 12 semanas y luego analizar sangre y tejido cardíaco.

También se utilizaron 29 conejos blancos de Nueva Zelanda, seguidos por 12 semanas distribuidos en tres grupos: alimentados normalmente; alimentados con menos de 0.5% de colesterol y vitamina D; y un tercer grupo alimentado con dieta normal, vitamina D, y sitagliptina en diferentes dosis. A las 12 semanas se obtuvieron cortes de tejido cardíaco y muestras de sangre.

El análisis estadístico se realizó en la mayoría de los casos con pruebas no paramétricas dado el bajo número de sujetos analizados. Se consideró significativo un valor de p menor de 0.05.

Resultados

Se describen a continuación cada uno de los experimentos científicos separados que sustentaron la asociación de DPP4, IGF1, y EVAC:

La expresión de DPP4 se regula más en las válvulas aórticas de pacientes con EVAC. Se pudo comprobar la expresión génica de genes asociados con calcificación, fibrosis e inflamación, mediante Affymetrix Gene Chip microarrays, en el tejido valvular de las válvulas extraídas de pacientes con EVAC en comparación con los controles, y principalmente se comprobó una regulación en más de DPP4, especialmente en las zonas más densamente calcificadas en la CIV, mientras que en el tejido valvular de válvulas sin EVAC (extraídas de pacientes sometidos a trasplantes cardíacos), laexpresión de DPP4 era prácticamente indetectable.

El déficit de óxido nítrico endotelial regula en más la expresión de DPP4 en las CIV. Sólo las CIV humanas que expresaban la alfa 2 actina y la cadena pesada de la miosina 7 son las que demostraron un marcador de osteogénesis (ARN mensajero de la fosfatasa alcalina) que coincidió con el aumento de expresión del ARN mensajero de la DPP4.

Por su parte, las CEV presentaban menor expresión de óxido nítrico sintasa endotelial. La depleción de óxido nítrico podría provocar la expresión de DPP4.

La expresión de DPP4 es regulada directamente por la actividad del factor nuclear NFkB, y la activación de la DPP4 provoca una diferenciación osteogénica de las CIV. Habitualmente las células endoteliales liberan ON y éste suprime la expresión de NFkb.

Los autores demostraron que la depleción de ON lleva a una inducción de la expresión de DPP4 por activación del NFkB, y con ello afirman que existe una regulación entre las CIV y las CEV. En una segunda instancia, se utilizó sitagliptina, un inhibidor selectivo de la DPP4 que se emplea habitualmente en la terapéutica de la diabetes tipo 2.

En un estudio in vitro, la sitagliptina atenuó los cambios osteogénicos en las CIV humanas de pacientes con EVAC (redujo la expresión del ARN mensajero de la fosfatasa alcalina, del factor de transcripción runt2, osterix y osteocalcina. Posteriormente, los autores realizaron los mismos experimentos en el modelo murino, comprobando los mismos resultados.

La DPP4 induce transición osteogénica de las células intersticiales valvulares al inactivar las señales mediadas por IGF1. El agregado de DPP4 y su sustrato, el IGF1 en el cultivo de CIV humanas indujo diferenciación osteogénica. Los niveles de IGF1 eran más de dos veces menores en CIV humanas de pacientes con esclerocalcificación aórtica que en los controles.

La sitagliptina, un inhibidor de la DPP4, reduce la formación de lesiones calcificadas en ratones eNOS-/- al restaurar la señalización del IGF1. Los ratones con deleción de la óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS-/-) son utilizados como modelo de calcificación valvular aórtica.

Se comprobó una regulación mayor de la DPP4 en las zonas calcificadas de las válvulas aórticas de dichos ratones, y la administración oral de sitagliptina redujo el depósito de calcio, inhibiendo los cambios osteogénicos.

La estenosis valvular aórtica por calcificación puede ser prevenida mediante la inhibición de la DPP4 con sitagliptina en conejos.

Este experimento se basó en la administración de una dieta rica en colesterol y vitamina D a conejos, los cuales luego se dividieron en grupos, y se comprobó que las cúspides valvulares se habían tornado hiperecogénicas, mientras que los que recibieron sitagliptina no tenían alteraciones ecocardiográficas.

El efecto fue dependiente de la dosis, y no se reportaron hipoglucemias. Al realizar los cortes histológicos, se comprobó mayor calcificación y macrófagos en el grupo que recibió la dieta rica en colesterol, mientras que los tratados con sitagliptina no presentabas dichas alteraciones.

Discusión y conclusiones

En este estudio, se comprobó un mecanismo novedoso en el cual la disfunción endotelial, reflejada por una disminución de los niveles de ON, incrementa la expresión de la DPP4 mediante una señalización nuclear del NFkB en las células intersticiales valvulares, y se halló que el IGF1 es un sustrato potente de la DPP4 que se encuentra involucrado en la calcificación.

El tratamiento con un inhibidor de la DPP4 tiene un efecto protector de la progresión de la calcificación valvular aórtica.

En estudios recientes se comprobó que la DPP4 presenta efectos no relacionados con la glucemia, y su inhibición tiene un papel protector a nivel cardiovascular en modelos con animales. Sin embargo, este es el primer estudio que describe un potencial beneficio de la inhibición de la DPP4 en la calcificación valvular aórtica.

Al inhibir a la DPP4, los niveles de IGF1 se mantienen elevados, y esto tendría un efecto protector, evitando la calcificación, como se demostró en este estudio, pero además evitando la fibrosis. Los autores refieren que el hallazgo más interesante de esta investigación fue el nexo regulatorio entre las CIV y las CEV.

En conclusión, la DPP4 es una enzima que juega un papel relevante en la calcificación valvular aórtica, y podría ser una nueva diana terapéutica.

Dado que no existe otro tratamiento que el reemplazo valvular en los sujetos con EVAC avanzada, se espera que detener la progresión de la calcificación con inhibidores de la DPP4 provocaría un cambio de paradigma en el manejo de la EVAC.

♦ SIIC- Sociedad Iberoamericana de Información Científica