Role of vitamin D signalling in vascular smooth muscle cells - morphological and molecular study

Résumé

La vitamina D ha estat durant molt de temps coneguda pel seu important paper en laregulacio dels nivells de calci i fosfor, i en la mineralitzacio de l'os. Els efectes biologics de laforma hormonalment activa de vitamina D (1,25(OH)2D3, o calcitriol) estan mediats per launio al receptor de vitamina D (VDR), que alhora actua sobre els elements de respostaespecifics (VDRE) en el promotor dels gens diana de vitamina D, modificant-ne l'expressio.En les ultimes decades, s'ha demostrat que el VDR no solament es present en les dianesclassiques de la vitamina D com els ossos, els ronyons i l'intesti, sino tambe en molts altresteixits, com els musculs esqueletics, llisos, i cardiacs, i tambe en el cervell, la pell i el fetge.A mes del control de l'homeostasi mineral, la vitamina D exerceix accions pleiotropiques endiferents tipus cel.lulars, influint en processos fisiologics importants com la proliferacio, ladiferenciacio cel.lular, la resposta immune, aixi com tambe en les diferents condicionspatologiques: el cancer, les malalties cardiovasculars, metaboliques i autoimmunes. A mes,juntament amb els seus efectes endocrins, la vitamina D te funcions importantsautocrines/paracrines. En les cel.lules de muscul llis vascular (CMLV), la vitamina D regula laproliferacio i la calcificacio, aquests dos processos, juntament amb la senescencia de lesCMLV es produeixen durant el proces aterosclerotic. Per poder-se dividir, les CMLVnecessiten l'energia de l'ATP produida per les mitocondries. Les alteracions de la funciomitocondrial estan relacionades amb una major produccio de radicals lliures. A la paretarterial, l'angiotensina II (Ang II) actua com un potent mediador d'estres oxidatiu, provocantsenescencia prematura induida per l'estres (SIPS). Els nivells d'Ang II son controlats per larenina, l'expressio de la qual es regulada per la vitamina D. Per tant, un defecte en lasenyalitzacio de la vitamina D pot conduir a un augment en els nivells d'Ang II i produir elsseus efectes adversos en la paret de l'arteria.Quan es van cultivar les CMLV, obtingudes de ratolins knockout per VDR (VDRKO) esva trobar un augment en la produccio d'Ang II en el medi de cultiu d'aquestes cel.lules encomparacio amb el tipus salvatge (WT), que estava d'acord amb la major activacio delsistema renina-angiotensina a nivell sistemic, que es va trobar en els ratolins mutants deVDR. D'una banda, una disminucio en les taxes de proliferacio de les CMLV VDRKO es vatrobar in vitro i in vivo. Aquest descens va ser en paral.lel a un augment en el volumcel.lular. En estat de repos, les cel.lules VDRKO presentaven un augment significatiu del'expressio de p57Kip2 juntament amb els nivells elevats de p19Arf, p21Cip1 i p27Kip1, i nivellsinferiors de PRB fosforilada, ciclines D i E, i axi es preve la seva proliferacio. A mes, lescel.lules VDRKO van mostrar un augment en l'expressio de la catepsina D, un enzim ambactivitat com renina, i del receptor d'Ang II tipus 1. A mes, la produccio d'anio superoxid vaser major en les cel.lules mutants, i va ser inhibida tant amb losartan com amb DPI. D'altrabanda, les cel.lules VDRKO presenten una disminucio significativa en l'expressio de l'enzimmitocondrial antioxidant, la superoxid dismutasa de manganes (SOD2) i l'oxid nitric sintetasainduible que produeix la molecula vasodilatadora NO,. Per respirometria d'alta resolucio es vadeterminar que les mitocondries de VDRKO CMLV van ser menys eficients que podria explicarel menor contingut d'ATP en aquestes cel.lules. Tots aquests factors es van relacionar amb elfenotip senescent, que presentaven al voltant del 20% de les CMLV sense VDR en cultiu.En conclusio, l'absencia de senyalitzacio per VDR en CMLV porta a SIPS causada perl'augment en la produccio local d'Ang II, amb el conseguent augment dels radicals lliures,produits per l'activacio de la NADPH oxidasa, el que suggereix un possible paper del sistemade la vitamina D en malalties vasculars, que mostren una hiperproliferacio de les CMLV.