Caracterización del mecanismo de defensa de estrés oxidativo en células endoteliales humanas expuestas al efecto del humo del tabaco.

Abstract

El endotelio humano está constantemente expuesto a oxidantes intra y extracelulares, como los presentes en el humo de tabaco, ante los que se encuentra protegido por la acción de moléculas antioxidantes, tanto enzimáticas como no enzimáticas, de las cuales la vitamina C y el glutatión constituyen los componentes no enzimáticos más importantes. La vitamina C debe ser adquirida desde la dieta y es transportada al interior de la célula tanto en su forma reducida (ácido ascórbico) como en su forma oxidada (ácido deshidroascórbico), siendo acumulada intracelularmente como ácido ascórbico, alcanzando concentraciones de 0,1 - 5 mM. A diferencia de la vitamina C, el tripéptido glutatión (GSH, γ-glutamil-cistein-glicina) es sintetizado por todas las células, alcanzando concentraciones intracelulares de 0,5 a 10 mM, teniendo un papel fundamental en los procesos de detoxificación celular. Resultados iniciales obtenidos en nuestro laboratorio indican que el glutatión, y no la vitamina C, sería el antioxidante celular que determina la capacidad de células endoteliales humanas para sobrevivir al estrés oxidativo inducido por exposición a los compuestos tóxicos solubles presentes en el humo del tabaco. Tanto el contenido inicial de glutatión como la capacidad de las células para sintetizar el tripéptido de novo parecen ser fundamentales para una respuesta antioxidante efectiva. De acuerdo a lo anterior, en este proyecto proponemos que es posible aumentar la resistencia de células endoteliales humanas al efecto tóxico de los componentes solubles del humo del tabaco, modificando farmacológicamente el contenido y la síntesis de glutatión celular, en forma independiente del contenido de vitamina C. Para ello, estudiamos el efecto de la exposición de células endoteliales ECV-304 a medio de cultivo condicionado con humo de cigarro, en la presencia o en la ausencia del inhibidor de la síntesis de glutatión L-butionina-(S,R)-sulfoximina (BSO), del precursor de la síntesis de glutatión N-acetilcisteína, o de ácido ascórbico. Los objetivos desarrollados en este trabajo de tesis fueron: i) Establecer las condiciones experimentales para modificar en forma controlada y selectiva el contenido de glutatión de células endoteliales humanas. ii) Establecer el papel del contenido inicial de glutatión en la resistencia de las células ECV-304 al efecto tóxico de los componentes XI solubles del humo del cigarro. iii) Establecer el papel de la síntesis de novo de glutatión en la resistencia de las células ECV-304 al efecto tóxico de los componentes solubles del humo del cigarro. iv) Establecer que el contenido de vitamina C no altera el efecto de la modificación farmacológica del contenido y la síntesis del glutatión celular sobre la resistencia de las células endoteliales humanas al efecto tóxico de los componentes solubles del humo del cigarro. Aunque células endoteliales ECV-304 conteniendo glutatión sobreviven una exposición aguda y prolongada al humo del cigarro, células tratadas con BSO carentes de glutatión intracelular mueren rápidamente antes de completadas las 48 horas de cultivo. El tratamiento de las células endoteliales con N-acetilcisteína provocó un aumento del glutatión intracelular por un mecanismo que involucra la síntesis de novo de glutatión intracelular, ejerciendo un potente efecto protector contra el daño oxidativo producido por el humo del cigarro. En contraste, la vitamina C no tiene efecto protector del daño producido por estrés oxidativo inducido por el humo del cigarro en las células endoteliales ECV-304. Nuestros resultados demuestran que es posible aumentar la resistencia de células endoteliales humanas al efecto tóxico de los componentes solubles del humo del tabaco, modificando farmacológicamente el contenido y la síntesis de glutatión celular, en forma independiente del contenido de vitamina C.