Medicamento común para el acné podría prevenir el endurecimiento de las arterias
El depósito de calcio o calcificación ayuda a endurecer los tejidos del cuerpo. El endurecimiento de los tejidos es esencial para el desarrollo sano de los huesos, pero puede causar problemas de salud cuando ocurre en las arterias.
Las arterias rígidas o duras impiden el flujo de sangre nutritiva a los tejidos y órganos. Esto puede aumentar el riesgo de enfermedades cardiovasculares, como presión arterial alta, ataque cardíaco y accidente cerebrovascular. También puede aumentar el riesgo de demencia y otras enfermedades relacionadas con la edad.
Ahora, científicos de la Universidad de Cambridge y el King's College de Londres, ambos en el Reino Unido, han desentrañado los cambios químicos que provocan el endurecimiento de las arterias.
Un reciente Informes de celda el artículo da una descripción completa de los hallazgos.
El estudio se centra en una molécula llamada PAR, que es la abreviatura de poli (ADP-ribosa). Los investigadores descubrieron que PAR podría formar "gotas de líquido densas con iones de calcio", que luego cristalizan cuando se combinan con los tejidos elásticos en las paredes de las arterias.
Antes del descubrimiento, los científicos pensaban que PAR solo tenía un papel en la reparación del ADN. Los nuevos hallazgos revelan que también promueve la calcificación en las arterias.
Los investigadores también encontraron que el antibiótico minociclina puede prevenir el endurecimiento de las arterias al bloquear la calcificación desencadenada por PAR.
El tratamiento, que probaron en cultivos celulares y ratas, no parece afectar al hueso.
La minociclina es un fármaco existente con muchos usos. Los médicos suelen recetarlo para tratar el acné.
Calcificación y endurecimiento de arterias.
"El endurecimiento de las arterias les ocurre a todos a medida que envejecen", dice Melinda J. Duer, profesora del Departamento de Química de la Universidad de Cambridge, "y se acelera en pacientes en diálisis, donde incluso los niños desarrollan arterias calcificadas".
“Pero hasta ahora no sabíamos qué controla este proceso y, por lo tanto, cómo tratarlo”, agrega.
Duer codirigió el estudio con Catherine M. Shanahan, profesora de señalización celular en el King's College de Londres. Han estado investigando la calcificación de las arterias durante más de 10 años.
La British Heart Foundation (BHF) y Cycle Pharmaceuticals, una empresa de Cambridge, están financiando su investigación.
En su artículo de estudio, los autores explican que la calcificación que endurece las arterias ocurre comúnmente en dos sitios de los vasos sanguíneos. Un sitio es la íntima o el tejido que recubre la pared de los vasos sanguíneos. La calcificación en este sitio ocurre como parte de la aterosclerosis.
El otro sitio en el que se produce el endurecimiento de las arterias es la media, o el tejido dentro de la pared de los vasos sanguíneos. El endurecimiento de los medios suele ocurrir durante el envejecimiento.
Shanahan explica que para este estudio en particular, querían averiguar qué desencadena la calcificación, que toma la forma de cristales de fosfato de calcio.
Estaban particularmente interesados en descubrir por qué los depósitos parecen concentrarse "alrededor del colágeno y la elastina, que constituyen gran parte de la pared arterial".
En un trabajo anterior, los equipos habían descubierto que PAR, que lleva a cabo la reparación del ADN dentro de las células, también puede operar fuera de las células como motor de la producción de tejido óseo.
Ese hallazgo los llevó a preguntarse si el PAR también podría tener un papel en la calcificación de otros tejidos.
Además, cuando las células sufren estrés oxidativo y daño en el ADN, expresan dos enzimas que producen PAR - PARP1 y PARP2. Los científicos han visto a menudo que el estrés oxidativo y el daño del ADN pueden acompañar a la calcificación en huesos y vasos sanguíneos.
Las células exportan PAR bajo estrés
Para el nuevo estudio, los investigadores utilizaron "métodos ultraestructurales" para ver qué sucede a nivel molecular cuando las células se estresan.
Descubrieron que a medida que las células mueren por el estrés oxidativo, exportan PAR. Debido a que el PAR tiene una fuerte afinidad por los iones de calcio, una vez que está fuera de la célula, se adhiere firmemente al calcio con preferencia a otros minerales.
Este proceso produce grandes gotas de calcio que se adhieren al colágeno y la elastina, los materiales de las paredes arteriales que dan elasticidad a los vasos. Cuando las gotitas se adhieren a los materiales elásticos, se solidifican en cristales, reduciendo la elasticidad y endureciendo las arterias.
Duer dice que hicieron este descubrimiento por accidente al principio y luego lo persiguieron. “Nunca hubiéramos predicho que fue causado por PAR”, señala.
Habiendo establecido el papel del PAR en la calcificación de las arterias, los equipos buscaron una forma de detenerlo. La solución obvia fue buscar un inhibidor de PARP, que es una molécula que bloquea la producción de PAR bloqueando una de las enzimas que la sintetiza.
Decidieron buscar un inhibidor de PARP entre los fármacos que ya habían sido sometidos a ensayos en humanos, ya que esto acortaría el tiempo de desarrollo para su uso como tratamiento para prevenir la rigidez de las arterias.
La minociclina detuvo el endurecimiento de las arterias en ratas
Con la ayuda de Cycle Pharmaceuticals, los investigadores identificaron y probaron seis moléculas que se ajustan a sus criterios. Uno de ellos, la minociclina, demostró ser muy eficaz para evitar que las arterias se vuelvan rígidas en ratas con enfermedad renal prolongada.
El equipo espera realizar ensayos en humanos del tratamiento en los próximos 2 años.
El profesor Jeremy Pearson, director médico asociado de BHF, dice que los investigadores han revelado el mecanismo detrás de la calcificación de las arterias y también han mostrado en qué se diferencia de la calcificación ósea.
“Al hacerlo, agrega,“ han podido identificar un tratamiento potencial para reducir la calcificación de los vasos sanguíneos sin efectos adversos en los huesos ”.
"Este tipo de tratamiento beneficiaría a muchas personas, y esperamos ansiosamente los resultados de los ensayos clínicos anticipados para ver si este medicamento está a la altura de su promesa inicial".
Prof. Jeremy Pearson
