Mecanismos de reestenose coronária: estudo in vitro dos padrões de expressão gênica em células endoteliais e musculares lisas de artéria coronária humana

Abstract

Percutaneous transluminal revascularization of coronary arteries (angioplasty) with bare-metal stents is the most widely used and successful medical intervention for treatment of coronary artery disease (CAD). However, the success of this procedure can be compromised by several events including endothelium injury, platelet deposition, inflammatory response and restenosis. With the advent of drug-eluting stents (DES), incidence of in-stent restenosis has decreased, but is still about 5% to 10%. Thus, this study aimed to investigate the molecular mechanisms underlying the initiation and development of in-stent restenosis. Cytotoxicity, genotoxicity and transcriptional alterations (gene expression profile) possibly induced by sirolimus, paclitaxel, colchicine and also by mechanical stress (cell stretching) were evaluated in human coronary artery endothelial (HCAEC) and coronary artery smooth muscle (HCASMC) cell lines. Acting at different phase of the cell cycle, the three drugs were equally effective for reducing cell proliferation in both cell lines. Nevertheless, while paclitaxel and colchicine induced apoptosis, the main mechanism of cell death induced by sirolimus was necrosis. Similarly, while sirolimus was genotoxic (increase of oxidized pyrimidines) to only smooth muscle cells, colchicine mainly induced oxidative damage in endothelial cells. The transcriptome analyses revealed 82 differentially expressed genes (35 with known biological functions) in the treated groups compared to control. In HCAEC, three genes (TGM3, CTSF and MTSS1L) were differently expressed after sirolimus treatment; two (SLP1 and SLC4A1) after paclitaxel; one (PAQR8) 6 h after mechanical stretching; and 19 (WBE3A, ZBTB7A, CAMK1D, OR5AP2, EME1, C3AR1, VILL, RORC, MPV17L2, CEP350, RTEL1, ATG2A, SLC38A2, SLC25A25, FOXR2,SIGLEC8, CLIC4, ATP2A2 and VPRBP) after 12 h mechanical stretching. In HCASMC, two genes (NDST4 and FZD3) were differently expressed after ...

A doença cardiovascular compreende uma classe de patologias que envolvem o coração, e vasos sanguíneos, sendo a doença arterial coronária (DAC) a mais comum. O procedimento mais utilizado no tratamento das lesões coronarianas é a angioplastia com implante de stent. Entretanto, o sucesso desse procedimento tem sido comprometido por diversos eventos incluindo a injúria do endotélio, deposição de plaquetas, resposta inflamatória e reestenose. Os stents eluídos com as drogas sirolimus (rapamicina) e paclitaxel têm sido os mais utilizados, uma vez que podem efetivamente reduzir a incidência de reestenose. No entanto, a reestenose ainda permanece entre as causas do insucesso do tratamento coronariano. Considerando que tanto a lesão mecânica (estresse físico) causada pela colocação do stent, quanto o potencial tóxico das drogas utilizadas nos stents poderia ser responsável pela reestenose intra-stent, este estudo teve como objetivo investigar os mecanismos moleculares envolvidos na iniciação e desenvolvimento da reestenose. Citotoxicidade, genotoxicidade e alterações transcricionais (perfil de expressão gênica) possivelmente induzidas pelo sirolimus, paclitaxel, colchicina e estresse mecânico foram avaliados in vitro em células endoteliais (HCAEC) e musculares lisas de artéria coronária humana (HCASMC). Os dados mostraram diminuição da proliferação celular em ambas as linhagens celulares após o tratamento com as três drogas. O sirolimus inibiu o ciclo das HCAEC e HCASMC na fase G1; o paclitaxel apenas da HCASMC na fase G2 e a colchicina, tanto da HCAEC como da HCASMC, respectivamente, nas fases G1 e G2. O efeito citotóxico do paclitaxel e da colchicina foi também constado pelo aumento de células (HCAEC e HCASMC) em apoptose, ao passo que o sirolimus apresentou efeito genotóxico nas células musculares lisas. Os dados da análise de expressão gênica evidenciaram que os genes modulados pelo sirolimus e pelo...