Kallikrein-kinin system and vascular endothelial growth factor interaction in intermittent hypoxia models

Fundação de Amparo e Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento (CNPq) Associação de Fundo e Incentivo à Pesquisa (AFIP) Baixos níveis de oxigênio nos tecidos (hipóxia) ocorrem em uma série de condições fisiopatológicas como no crescimento de tumores, doenças cardíacas e na apneia obstrutiva do sono. Durante a hipóxia é estimulado o crescimento de vasos sanguíneos (angiogênese) que leva ao aumento no aporte de O2 tecidual. O fator de crescimento vascular endotelial (VEGF) e o sistema calicreína-cininas são essenciais para esse processo. Assim como em humanos, na hipóxia intermitente, modelo experimental da apneia obstrutiva do sono, foram descritos aumento da pressão arterial, diminuição do débito cardíaco, hipertrofia no ventrículo esquerdo e hipertensão pulmonar. No entanto, as evidências de angiogênese cardíaca nesse modelo não estão ainda claramente estabelecidas. A fim de investigar a angiogênese in vivo no ventrículo esquerdo, camundongos machos da linhagem C57Bl6/J e nocautes para o receptor de bradicinina B2 foram submetidos à hipóxia intermitente por 1, 2, 3, 4, ou 5 semanas, com posterior avaliação histológica de vascularização após implante de um plug de Matrigel. Também foram avaliadas as expressões gênica e proteica do fator de crescimento vascular endotelial e componentes do sistema calicreínas-cininas. Encontramos diminuição na angiogênese cardíaca in vivo em 2, 3 e 4 semanas de hipóxia intermitente. Coerente com esse dado, embora haja aumento da expressão do fator induzido por hipóxia na primeira semana, VEGF apenas aumentou após a terceira semana (isoforma 165) e a quarta semana (isoforma 121) e seu receptor VEGF-R2 na quinta semana de hipóxia intermitente. Nenhuma dessas alterações foi observada nos animais nocautes do receptor B2. Nos animais selvagens, o receptor B2 teve a expressão aumentada a partir da primeira semana de hipóxia intermitente, mantendo-se até a quinta semana. Inesperadamente a expressão gênica do receptor B1 nos animais selvagens diminuiu na primeira semana, enquanto não houve alteração na expressão proteica. A expressão das proteínas intracelulares (Akt e Src) não houve alteração no ventrículo esquerdo dos animais selvagens ou nocautes. Esses resultados sugerem que na hipóxia intermitente, ao contrário do observado em outros modelos de hipóxia, a clássica interação do VEGF com os componentes do sistema calicreínas-cininas não é suficiente para estimular a formação de novos vasos. Adicionalmente, o receptor B2 parece ser essencial para que as modificações observadas ocorram no modelo. Nossos resultados indicam um mecanismo para as consequências cardíacas da apneia obstrutiva do sono. Low levels of oxygen in the tissues (hypoxia) occur in a number of pathophysiologic conditions such as the growth of tumors, heart disease and obstructive sleep apnea. During hypoxia, blood vessel growth (angiogenesis) is stimulated, leading to increased tissue O2 uptake. The vascular endothelial growth factor (VEGF) and the kallikrein-kinin system are essential for this process. As in humans, in intermittent hypoxia, an experimental model of obstructive sleep apnea, increased blood pressure, decreased cardiac output, left ventricular hypertrophy and pulmonary hypertension were described. However, the evidence of cardiac angiogenesis in this model are not clearly established. In order to investigate in vivo angiogenesis, left ventricular male mice C57BI6/J and knockouts for the bradykinin B2 receptor were subjected to intermittent hypoxia during 1, 2, 3, 4 or 5 months with subsequent histological evaluation of vascularization after the implantation of a Matrigel plug. The gene and protein expressions of vascular endothelial growth factor and components of the kallikrein-kinin system were also evaluated. A decrease in cardiac angiogenesis in vivo after 2, 3 and 4 weeks of intermittent hypoxia was found. Consistent with this data, although there is an increase in the expression of hypoxia induced factor since the first week, VEGF only increased after the third week (isoform 165) and the fourth week (isoform 121) and its VEGF-R2 receptor in the fifth week of intermittent hypoxia. None of these changes was observed in its B2 receptor knockout animals. In wild type animals, the B2 receptor had an increased expression since the first week of intermittent hypoxia that remained until the fifth week. Unexpectedly the gene expression of B1 receptor in wild type was decreased in the first week, while there was no change in protein expression. The expression of intracellular proteins (Akt and c-Src) had no change in left ventricular wild animals or knockouts. These results suggest that the intermittent hypoxia, unlike that seen in other models of hypoxia, the classic interaction of VEGF with the components of the kallikreinkinin system is not enough to stimulate the formation of new vessels. Additionally, the B2 receptor appears to be essential for the observed changes to occur in the model. Our results suggest a mechanism for the cardiac effects of obstructive sleep apnea. FAPESP: 2012/02123-0 Dados abertos - Sucupira - Teses e dissertações (2013 a 2016)