Papel da enzima óxido nítrico sintase induzível no desenvolvimento da hipertrofia e disfunção cardíaca
Resumo
O óxido nítrico (NO) é um composto envolvido em diversas funções fisiológicas
como, por exemplo, o vasodilatação e a transmissão nervosa. Nos tecidos biológicos,
esta molécula é sintetizada pela família de enzimas óxido nítrico sintase (NOS). A
expressão da isoforma induzível desta enzima (iNOS), capaz de produzir alta
concentração de NO, tem correlação com a disfunção cardíaca. Neste trabalho,
hipotetizou-se que a ablação do gene responsável pela expressão de iNOS preveniria
ou atenuaria desenvolvimento da disfunção cardíaca. Para avaliar esta hipótese, foi
utilizado o modelo animal de camundongo nocaute para o gene da iNOS (iNOSKO).
Estes animais e animais-controle, sem manipulação genética (WT), foram submetidos
à cirurgia para a geração de sobrecarga de pressão imposta ao coração (AoB). A
função cardíaca foi avaliada após 2,5 e 6,0 meses, através de ecocardiografia e
mensurações de volume e pressão cardíaca in situ. Os resultados demonstraram que
tanto animais-controle quanto animais iNOSKO, desenvolveram o mesmo grau de
hipertrofia cardíaca após AoB, no entanto, animais iNOSKO AoB apresentaram
melhores índices de contratilidade cardíaca, comparados a animais WT AoB,
representado por maiores valores de pressão desenvolvida pelo VE, dP/dt, e trabalho
cardíaco pré-carga. Foi comprovado, através de experimentos de imunofluorescência e
immunoblotting, que iNOS é expressa no miocárdio durante o desenvolvimento de
hipertrofia e disfunção cardíaca em animais WT AoB. Além disso, os cortes
histológicos provenientes de animais WT AoB demonstraram presença de tecido
cicatricial no miocárdio. A contratilidade e a sensibilidade ß-adrenérgica do miocárdio
foram avaliadas em músculo papilar isolado do ventrículo esquerdo (VE). Nestes
experimentos, a ablação de iNOS estava associada com o aumento da resposta ao
agonista ß-adrenérgico isoproterenol (ISO), sendo a força máxima desenvolvida (% da
força basal) em resposta ao ISO (1uM) de 343,9% ± 45,7 (n=6) no grupo iNOSKO
AoB e 216,8% ± 26,5 (n=6) no grupo WT AoB. Músculos que foram pré-incubados
com o bloqueador de iNOS, 1400W, apresentaram valores similares de força
desenvolvida, reforçando a teoria de que iNOS é responsável pela diminuição na ß-
adrenérgica. A ablação de iNOS, também preveniu o aumento na expressão de genes
relacionados à insuficiência cardíaca, como o do fator natriurético atrial e o da cadeia
pesada da miosina-ß. A expressão protéica da isoforma da NOS endotelial (eNOS) não
diferiu entre os grupos. Concluiu-se que a expressão de iNOS ocorreu durante o
desenvolvimento de hipertrofia e disfunção e que a ablação do gene determinante de
iNOS, embora não alterasse o grau de hipertrofia, retardou a disfunção cardíaca e
potencializou a resposta ß-adrenérgica do miocárdio. As evidências sugerem que a
prevenção da expressão ou atividade de iNOS poderiam servir como ferramenta
terapêutica no tratamento da insuficiência cardíaca. The nitric oxide (NO) participates in several physiologic reactions as during the
vasorelaxation and synaptic transmission. In biologic tissues, NO is produced by the
nitric oxide synthase (NOS) family. Expression of the inducible isoform (iNOS) that
produces high concentration of NO is correlated with cardiac dysfunction. Here, it is
hypothesized that the ablation of iNOS gene could prevent or attenuate the
development of cardiac dysfunction. To test this hypothesis, the knockout mice for
iNOS were used (iNOSKO). These animals and also control animals, without genetic
manipulation
(WT), were subjected to aortic banding (AoB) to generate pressure-overload against
the heart. The cardiac function was assessed after 2.5 and 6.0 months using
echocardiography and in situ measurements of pressure-volume loops. Both iNOSKO
and WT groups developed the same level of hypertrophy after AoB, however,
iNOSKO animals had better contractility compared to WT AoB, represented by higher
left ventricular developed pressure, dP/dt and pre-recruitable stroke work. Using
immunoblotting and immunofluorescence techniques, the expression of iNOS was
confirmed in the myocardium of WT AoB mice during the development of
hypertrophy and cardiac dysfunction. Furthermore, histological sections of WT AoB
animals presented scar tissue in the myocardium. The contractility and â-adrenergic
sensitivity were assessed in papillary muscle isolated from the left ventricle (LV). In
this experiments, the ablation of iNOS was associated with increased â-adrenergic
response to isoproterenol (ISO). The maximal response to ISO (1uM) normalized to
baseline was 343.9% ± 45.7 (n=6) in iNOSKO AoB compared to 216.8% ± 26.5 (n=6)
in WT AoB. Muscles pre-incubated with the iNOS blocker 1400W showed the same
response to ISO, supporting the idea that iNOS is responsible for the decreased
response to ISO in WT AoB. The iNOS ablation also prevented the expression of
genes related to heart failure as the atrial natriuretic factor and â-myosin heavy chain.
The eNOS protein expression was unaltered among groups. It is possible to conclude
that the expression of iNOS occurs during the cardiac hypertrophy due to AoB and the
ablation of iNOS delayed the cardiac dysfunction and improved the myocardium â-
adrenergic response, even though it did not change the degree of hypertrophy. The
data suggests that the prevention of iNOS expression or activity may be a valuable tool
to treat the heart failure.
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