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imperativo concentrar esfor&#231;os em investiga&#231;&#227;o dirigida ao estudo dos mecanismos biol&#243;gicos associados a DC em doentes diab&#233;ticos&#46;</p><p id="par0010" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Um dos est&#237;mulos que desencadeia a forma&#231;&#227;o de novos vasos nos diversos &#243;rg&#227;os e tecidos &#233; a hipoxia&#44; um mecanismo que se reveste de particular import&#226;ncia em doentes que desenvolvem isquemia do mioc&#225;rdio no contexto das DC&#46; Este est&#237;mulo deve&#8208;se&#44; em parte&#44; &#224; ativa&#231;&#227;o do fator de transcri&#231;&#227;o <span class="elsevierStyleItalic">Hypoxia Inducible Factor 1 alpha</span> &#40;HIF1A&#41;<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0050"><span class="elsevierStyleSup">1&#44;2</span></a>&#46; A forma mais conhecida de controlo da neovasculariza&#231;&#227;o pelo HIF1A tem origem no controlo da transcri&#231;&#227;o do <span class="elsevierStyleItalic">vascular endothelial growth factor</span> &#40;VEGF&#41; pelo HIF1A&#44; um fator de crescimento fundamental na forma&#231;&#227;o de novos vasos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0050"><span class="elsevierStyleSup">1</span></a>&#46;</p><p id="par0015" class="elsevierStylePara elsevierViewall">No contexto da diabetes&#44; a modifica&#231;&#227;o de prote&#237;nas por a&#231;&#250;cares&#44; devido &#224; elevada concentra&#231;&#227;o intracelular de glicose&#44; leva &#224; forma&#231;&#227;o de <span class="elsevierStyleItalic">Advanced Glycation End Products</span> &#40;AGE&#41;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0060"><span class="elsevierStyleSup">3</span></a> que&#44; no caso do HIF1A&#44; podem inibir o seu funcionamento<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0050"><span class="elsevierStyleSup">1&#44;2</span></a>&#46; O processo de forma&#231;&#227;o de AGE&#44; designado de glica&#231;&#227;o&#44; acontece quando a glicose&#44; ou outros a&#231;&#250;cares&#44; reagem com os grupos amina de certos amino&#225;cidos para formar uma base de Schiff e um produto de Amadori<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0060"><span class="elsevierStyleSup">3</span></a>&#46; A glica&#231;&#227;o &#233; uma rea&#231;&#227;o qu&#237;mica similar &#224; glicosila&#231;&#227;o&#44; mas que n&#227;o necessita de enzimas&#44; n&#227;o havendo por isso uma regula&#231;&#227;o celular da sua forma&#231;&#227;o&#46; As prote&#237;nas&#44; uma vez glicadas&#44; t&#234;m tend&#234;ncia a perder a sua conforma&#231;&#227;o original e&#44; consequentemente&#44; a perder tamb&#233;m a sua fun&#231;&#227;o&#44; tornando a glica&#231;&#227;o t&#243;xica para a c&#233;lula&#46; Por sua vez&#44; o metilglioxal &#40;MGO&#41; &#233; um subproduto da glicose que tem uma reatividade cerca de 20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>000 vezes superior &#224; glicose<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0065"><span class="elsevierStyleSup">4</span></a> e que est&#225; presente em maiores concentra&#231;&#245;es em doentes com diabetes<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0050"><span class="elsevierStyleSup">1&#44;2</span></a>&#46; Neste contexto&#44; v&#225;rios estudos descrevem diferentes mecanismos relacionados com a modifica&#231;&#227;o por MGO como sendo respons&#225;veis pela inibi&#231;&#227;o da a&#231;&#227;o do HIF1A<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0050"><span class="elsevierStyleSup">1&#44;2</span></a>&#46; No entanto&#44; &#233; prov&#225;vel que a destabiliza&#231;&#227;o do HIF1A na diabetes envolva a modifica&#231;&#227;o direta do fator de transcri&#231;&#227;o pela glicose ou pelo MGO<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0070"><span class="elsevierStyleSup">5</span></a>&#46; De facto&#44; sabe&#8208;se que a glica&#231;&#227;o do HIF1A altera a sua conforma&#231;&#227;o&#44; desencadeando a elimina&#231;&#227;o deste fator de transcri&#231;&#227;o pelo sistema proteol&#237;tico das c&#233;lulas<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0070"><span class="elsevierStyleSup">5</span></a>&#46; Em conson&#226;ncia com estes dados&#44; tem sido consistentemente observada uma diminui&#231;&#227;o dos n&#237;veis de HIF1A em tecidos hip&#243;xicos de doentes diab&#233;ticos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0050"><span class="elsevierStyleSup">1</span></a>&#46; Ramalho et al&#46; mostram agora que este mecanismo tamb&#233;m ocorre em linhas celulares de m&#250;sculo card&#237;aco &#40;HL&#8208;1&#41; e que o efeito &#233; mais pronunciado na presen&#231;a maiores concentra&#231;&#245;es&#44; ou de tempos de incuba&#231;&#227;o mais longos&#44; com MGO<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0075"><span class="elsevierStyleSup">6</span></a>&#46; Apesar de alguns estudos anteriores terem mostrado que a glica&#231;&#227;o do HIF1A desencadeia a ubiquitina&#231;&#227;o e posterior degrada&#231;&#227;o pelo proteossoma<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0070"><span class="elsevierStyleSup">5</span></a>&#44; Ramalho et al&#46; mostram agora que&#44; pelo menos em c&#233;lulas de m&#250;sculo card&#237;aco em cultura&#44; a inibi&#231;&#227;o do proteossoma n&#227;o &#233; suficiente para estabilizar o HIF1A na presen&#231;a de MGO<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0075"><span class="elsevierStyleSup">6</span></a>&#46; Esta &#233; uma observa&#231;&#227;o importante j&#225; que existem evid&#234;ncias de que o HIF1A pode ser degradado de forma independente do proteossoma<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0080"><span class="elsevierStyleSup">7</span></a>&#46; De facto&#44; o HIF1A pode ser degradado por um mecanismo dependente do lisossoma e designado de autofagia mediada por chaperones &#40;AMC&#44; ou CMA em ingl&#234;s&#41; e que parece adquirir particular relev&#226;ncia em condi&#231;&#245;es de hipoxia<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0080"><span class="elsevierStyleSup">7</span></a>&#46;</p><p id="par0020" class="elsevierStylePara elsevierViewall">A estabiliza&#231;&#227;o do HIF1A em modelos de cicatriza&#231;&#227;o de ratinhos diab&#233;ticos j&#225; foi utilizada com algum sucesso usando inibidores das prolilhidroxilases &#40;PHD&#41;&#44; como a dimethiloxaliglicina e o quelante de ferro DFO<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0085"><span class="elsevierStyleSup">8</span></a>&#46; Estes compostos impedem a hidroxila&#231;&#227;o do HIF1A pelas PHD e&#44; por isso&#44; a sua degrada&#231;&#227;o pelo proteossoma&#46; No entanto&#44; o mecanismo can&#243;nico de degrada&#231;&#227;o do HIF1A n&#227;o funciona durante a hipoxia&#44; j&#225; que as PHD usam oxig&#233;nio na rea&#231;&#227;o de hidroxila&#231;&#227;o&#46; Neste contexto&#44; os resultados que os autores agora publicam parecem apontar para a AMC como um mecanismo pass&#237;vel de ser manipulado para resgatar de forma mais eficiente a atividade do HIF1A na diabetes&#46; No futuro&#44; ser&#225; importante avaliar o papel da AMC na degrada&#231;&#227;o do HIF1A em hiperglicemia&#44; tanto em culturas celulares como em modelos animais de diabetes&#46; Alguns compostos que inibem vias degradativas dependentes do lisossoma&#44; como a AMC&#44; s&#227;o bem conhecidos e compostos adicionais t&#234;m vindo a ser desenvolvidos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0090"><span class="elsevierStyleSup">9</span></a>&#46; Um dos compostos mais conhecidos &#233; a hydroxicloroquina&#44; um f&#225;rmaco que &#233; utilizado rotineiramente no tratamento da mal&#225;ria&#46; Tendo em considera&#231;&#227;o este novo conjunto de evid&#234;ncias&#44; &#233; prov&#225;vel que o lisossoma se torne um alvo relevante e atrativo para futuros estudos que tentem prevenir a degrada&#231;&#227;o do HIF1A e promover a revasculariza&#231;&#227;o ap&#243;s um evento isqu&#233;mico&#44; 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Informação da revista
Vol. 36. Núm. 5.
Páginas 375-376 (maio 2017)
Vol. 36. Núm. 5.
Páginas 375-376 (maio 2017)
Comentário editorial
Open Access
Diabetes, hipoxia e doenças cardiovasculares: do mecanismo molecular ao tratamento
Diabetes, hypoxia and cardiovascular disease: From molecular mechanism to treatment
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João Vasco Ferreiraa,b
a Proteostasis and Proteolytic Signalling Lab, CEDOC, NOVA Medical School, NOVA University, Lisboa, Portugal
b Group of Ubiquitin‐dependent Proteolysis and Intercellular Communication, IBILI, Faculty of Medicine, University of Coimbra, Coimbra, Portugal
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Ana Rita Ramalho, Adriana Toscano, Paulo Pereira, Henrique Girão, Lino Gonçalves, Carla Marques
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As doenças cardiovasculares (DC) são a causa mais frequente de morte em doentes com um quadro clínico de diabetes. Os dados mais recentes da American Heart Association mostram que a taxa de mortalidade relacionada com DC, em diabéticos com mais de 65 anos, é de 68%. Aproximadamente 50% dos adultos com diabetes desenvolvem uma DC fatal, o que implica que um doente diabético terá um risco duas vezes superior de desenvolver DC. Em alguns casos esta probabilidade poderá ser ascender até quatro vezes. A elevada mortalidade causada pela diabetes é ainda mais surpreendente se considerarmos que, atualmente, é possível controlar, de forma rigorosa, os níveis de glicose nestes doentes. Neste contexto, é imperativo concentrar esforços em investigação dirigida ao estudo dos mecanismos biológicos associados a DC em doentes diabéticos.

Um dos estímulos que desencadeia a formação de novos vasos nos diversos órgãos e tecidos é a hipoxia, um mecanismo que se reveste de particular importância em doentes que desenvolvem isquemia do miocárdio no contexto das DC. Este estímulo deve‐se, em parte, à ativação do fator de transcrição Hypoxia Inducible Factor 1 alpha (HIF1A)1,2. A forma mais conhecida de controlo da neovascularização pelo HIF1A tem origem no controlo da transcrição do vascular endothelial growth factor (VEGF) pelo HIF1A, um fator de crescimento fundamental na formação de novos vasos1.

No contexto da diabetes, a modificação de proteínas por açúcares, devido à elevada concentração intracelular de glicose, leva à formação de Advanced Glycation End Products (AGE)3 que, no caso do HIF1A, podem inibir o seu funcionamento1,2. O processo de formação de AGE, designado de glicação, acontece quando a glicose, ou outros açúcares, reagem com os grupos amina de certos aminoácidos para formar uma base de Schiff e um produto de Amadori3. A glicação é uma reação química similar à glicosilação, mas que não necessita de enzimas, não havendo por isso uma regulação celular da sua formação. As proteínas, uma vez glicadas, têm tendência a perder a sua conformação original e, consequentemente, a perder também a sua função, tornando a glicação tóxica para a célula. Por sua vez, o metilglioxal (MGO) é um subproduto da glicose que tem uma reatividade cerca de 20000 vezes superior à glicose4 e que está presente em maiores concentrações em doentes com diabetes1,2. Neste contexto, vários estudos descrevem diferentes mecanismos relacionados com a modificação por MGO como sendo responsáveis pela inibição da ação do HIF1A1,2. No entanto, é provável que a destabilização do HIF1A na diabetes envolva a modificação direta do fator de transcrição pela glicose ou pelo MGO5. De facto, sabe‐se que a glicação do HIF1A altera a sua conformação, desencadeando a eliminação deste fator de transcrição pelo sistema proteolítico das células5. Em consonância com estes dados, tem sido consistentemente observada uma diminuição dos níveis de HIF1A em tecidos hipóxicos de doentes diabéticos1. Ramalho et al. mostram agora que este mecanismo também ocorre em linhas celulares de músculo cardíaco (HL‐1) e que o efeito é mais pronunciado na presença maiores concentrações, ou de tempos de incubação mais longos, com MGO6. Apesar de alguns estudos anteriores terem mostrado que a glicação do HIF1A desencadeia a ubiquitinação e posterior degradação pelo proteossoma5, Ramalho et al. mostram agora que, pelo menos em células de músculo cardíaco em cultura, a inibição do proteossoma não é suficiente para estabilizar o HIF1A na presença de MGO6. Esta é uma observação importante já que existem evidências de que o HIF1A pode ser degradado de forma independente do proteossoma7. De facto, o HIF1A pode ser degradado por um mecanismo dependente do lisossoma e designado de autofagia mediada por chaperones (AMC, ou CMA em inglês) e que parece adquirir particular relevância em condições de hipoxia7.

A estabilização do HIF1A em modelos de cicatrização de ratinhos diabéticos já foi utilizada com algum sucesso usando inibidores das prolilhidroxilases (PHD), como a dimethiloxaliglicina e o quelante de ferro DFO8. Estes compostos impedem a hidroxilação do HIF1A pelas PHD e, por isso, a sua degradação pelo proteossoma. No entanto, o mecanismo canónico de degradação do HIF1A não funciona durante a hipoxia, já que as PHD usam oxigénio na reação de hidroxilação. Neste contexto, os resultados que os autores agora publicam parecem apontar para a AMC como um mecanismo passível de ser manipulado para resgatar de forma mais eficiente a atividade do HIF1A na diabetes. No futuro, será importante avaliar o papel da AMC na degradação do HIF1A em hiperglicemia, tanto em culturas celulares como em modelos animais de diabetes. Alguns compostos que inibem vias degradativas dependentes do lisossoma, como a AMC, são bem conhecidos e compostos adicionais têm vindo a ser desenvolvidos9. Um dos compostos mais conhecidos é a hydroxicloroquina, um fármaco que é utilizado rotineiramente no tratamento da malária. Tendo em consideração este novo conjunto de evidências, é provável que o lisossoma se torne um alvo relevante e atrativo para futuros estudos que tentem prevenir a degradação do HIF1A e promover a revascularização após um evento isquémico, em particular em diabéticos que desenvolvem DC.

Conflito de interesses

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

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