El precondicionamiento isquémico preserva la distrofina a través de la inhibición de la metaloproteinasa de la matriz de tipo 2

Abstract

Introducción: La lesión por isquemia/reperfusión produce la muerte celular por diferentes vías, algunas de las cuales llevan a la rotura de la membrana plasmática. En los miocitos cardíacos, la distrofina, junto con la espectrina, otorga estabilidad a la membrana celular, al mismo tiempo que asocia el medio intracelular con el extracelular. La degradación de la distrofina produce fragilidad de la membrana. Se ha sugerido que el precondicionamiento isquémico es capaz de atenuar este daño; sin embargo, el mecanismo se desconoce. Objetivo: Determinar si el precondicionamiento isquémico previene la degradación de la distrofina a través de la inhibición de la metaloproteinasa de la matriz de tipo 2 (MMP-2). Material y métodos: Corazones aislados de conejo se trataron de la siguiente manera: G1 (n = 5): perfundidos por 30 min (Nx); G2 (n = 6): 30 min de isquemia global (GI) sin reperfusión; G3 (n = 5): se repitió el protocolo de G2 pero se reperfundió por 180 min (I/R); G4 (n = 5): los corazones se trataron con doxiciclina (inhibidor de las MMP) antes de la isquemia global; G5 (n = 6): corazones normóxicos tratados con SIN-1 (dador de ONOO-); G6 (n = 5): se administró doxiciclina durante 5 min, previo a la administración de SIN-1; G7 y G8 (n = 5): se realizó precondicionamiento previo a 30 min de isquemia con reperfusión y sin reperfusión, respectivamente. La expresión de la distrofina disminuyó durante la isquemia en un 21% respecto de los valores control (p < 0,05); la expresión de la espectrina se mantuvo sin cambios. La actividad de la MMP-2 aumentó en un 71% durante la isquemia en comparación con los valores control (p < 0,05). La administración de doxiciclina antes de la isquemia evitó la degradación de la distrofina. En corazones normóxicos, el SIN-1 aumentó las sustancias reactivas derivadas del ácido tiobarbitúrico (TBARS) en un 33% (p < 0,05) y la actividad de la MMP-2 en un 36% (p < 0,05); además, redujo significativamente la expresión de la distrofina a un 23% con respecto a los valores control. El precondicionamiento isquémico atenuó de manera significativa la degradación de la distrofina por inhibición de la actividad de la MMP-2. Conclusiones: La activación de la MMP-2, debido a un aumento en el estrés oxidativo, es responsable de la degradación de la distrofina. El precondicionamiento isquémico atenúa la degradación de la distrofina mediante la inhibición de la actividad de la MMP-2.

Background: Ischemia/reperfusion injury produces cell death through different pathways, some of which induce plasma membrane rupture. In cardiomyocytes, dystrophin and spectrin provide stability to cell membrane and associate the intracellular environment with the extracellular environment. Dystrophin breakdown causes membrane fragility. Ischemic preconditioning has been suggested to attenuate this injury, yet, the mechanism is unknown. Objective: To determine whether ischemic preconditioning prevents dystrophin breakdown through matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) inhibition. Methods: Isolated rabbit hearts were treated as follows: G1 (n=5): 30-min perfusion (Nx); G2 (n=6): 30-min global ischemia (GI) without reperfusion; G3: same as G2, except for 180-min reperfusion (I/R); G4 (n=5): doxycycline (MMP inhibitor) before GI; G5 (n=6): normoxic hearts treated with SIN-1 (which stimulates ONOO- production) with monitoring of ventricular function during 30 min; G6 (n=5): doxycycline during 5 min, before SIN-1 administration; G7 and G8 (n=5): ischemic preconditioning (n=5) before 30-min GI with/ without reperfusion, respectively. Dystrophin expression decreased during ischemia, reaching 21% of control values (p <0.05); spectrin expression remained unchanged. MMP-2 activity increased 71% during ischemia compared to control values (p <0.05). The administration of doxycycline before ischemia prevented dystrophin breakdown. In normoxic hearts, SIN-1 increased thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) by 33% (p <0.05) and MMP-2 activity by 36% (p <0.05), and significantly reduced dystrophin expression to 23% of control values (p <0.05). Ischemic preconditioning significantly attenuated dystrophin breakdown by inhibiting MMP-2 activity. Conclusions: Activation of MMP-2 due to increased oxidative stress is responsible for dystrophin breakdown. Ischemic preconditioning attenuates dystrophin breakdown by inhibiting MMP-2 activity.