Participación de Miro1 en hipertrofia en cardiomiocitos de rata neonata

Abstract

La hipertrofia cardiaca es una respuesta adaptativa del corazón frente a situaciones de sobrecarga de trabajo, la cual funciona inicialmente como un mecanismo compensatorio. Sin embargo, la hipertrofia sostenida en el tiempo puede conducir a la miocardiopatía dilatada, insuficiencia cardiaca y muerte súbita. Los receptores adrenérgicos juegan un papel fundamental en la regulación de la función cardiaca bajo condiciones normales y patológicas. Las mitocondrias son responsables del 90% de la producción de ATP en el cardiomiocito y su función está regulada dinámicamente por procesos de fusión y fisión. Cambios en la dinámica y energética mitocondrial constituyen una característica distintiva de los corazones hipertrofiados. La estimulación de cardiomiocitos con agonistas adrenérgicos genera hipertrofia y aumento de la fisión mitocondrial, lo que se asocia a una disminución de la producción de ATP. Miro1 es una proteína de la membrana mitocondrial externa involucrada en la dinámica y el transporte de este organelo, cuya función ha sido estudiada principalmente a nivel neuronal. Es ampliamente conocido que alteraciones en proteínas mitocondriales están relacionadas directamente con cambios en el funcionamiento mitocondrial, y por ende con patologías como la hipertrofia del cardiomiocito. Es por ello que en base a estos antecedentes nos propusimos la siguiente hipótesis: “Miro1 regula negativamente la hipertrofia inducida por fenilefrina en cardiomiocitos de rata neonata” Para contestar esta hipótesis los objetivos específicos de este trabajo se enfocaron en evaluar tanto en cardiomiocitos control como en aquellos tratados con fenilefrina 50 μM el contenido de Miro1 y los efectos del silenciamiento y sobrexpresión de esta proteína sobre el área celular y los marcadores de hipertrofia. Resultados Cardiomiocitos de rata neonata tratados con fenilefrina 50 μM aumentaron en un 50% el área celular, así como también la expresión de los marcadores hipertróficos de β-MHC, ANP y BNP. El silenciamiento de Miro1 indujo un aumento significativo en los niveles de ARNm de ANP y BNP cuando los cardiomiocitos fueron estimulados con fenilefrina, no observándose cambios en el área celular ni en los niveles de β-MHC. Por el contrario, la sobre expresión de Miro1 en los cardiomiocitos evitó tanto el aumento del área celular como el aumento en la expresión de marcadores de hipertrofia. Estos resultados sugieren la participación de Miro1 como proteína reguladora de la hipertrofia en cardiomiocitos.

Cardiac hypertrophy is an adaptive response to manage the excessive cardiac workload of the heart to maintain normal cardiac function. However, sustained hypertrophy leads to cardiomyopathy, cardiac failure and death. Adrenergic receptors play a key role in the regulation of cardiac function under normal and pathological conditions. Mitochondria are responsible for 90% of ATP production in the cardiomyocyte and their function is dynamically regulated by fusion and fission processes. Changes in mitochondrial dynamics and metabolism are central issues in hypertrophied hearts. The stimulation of cardiomyocytes with adrenergic agonists generate hypertrophy and an increase in mitochondrial fission, which in turn is associated with a decrease in ATP synthesis. Miro1 is a mitochondrial outer membrane protein which is involved in the mitochondrial dynamics and transport at neuronal level. It is known that alterations in mitochondrial dynamics proteins are directly associated with mitochondrial dysfunction and with cardiac pathologies such as cardiomyocyte hypertrophy. Based on these asseverations we hypothesized that: "Miro1 negatively regulates phenylephrine-induced hypertrophy in neonatal rat cardiomyocytes" In order to answer this hypothesis the specific aims were focused on to evaluate Miro1 content, and the effect of silencing or overexpressing Miro1 on surface cellular area and hypertrophic gene markers expression in control cardiomyocytes and phenylephrine treated cardiomyocytes. Results Neonatal rat cardiomyocytes treated with 50 μM phenylephrine 50% increased the surface cell area, as well as the expression of the hypertrophic gene markers: β-MHC, ANP and BNP. Miro1 silencing induced a significant increase in ANP and BNP mRNA levels when cardiomyocytes were stimulated with phenylephrine, with no changes in surface cell area or β-MHC mRNA levels. In contrast, Miro1 overexpression in cardiomyocytes prevented both surface cell area increase and mRNA levels of hypertrophic gene markers. These results suggest the involvement of Miro1 as a regulatory protein of hypertrophy in cardiomyocytes.