Revista de nutrición clínica y metabolismo

Nutrición clínica 2017: Efecto de la variación de las concentraciones de magnesio en la expresión del gen NF-βB en las células endoteliales de la vena umbilical humana (HUVEC) – Lujain Almousa - The University of Nottingham

Lujain Almousa, AM Salter y SC Langley-Evans

El magnesio tiene efectos antiinflamatorios y antioxidantes, y tiene un papel defensivo en la activación de las células inmunes del cuerpo. Además, el magnesio mejora la función endotelial e inhibe la aterosclerosis. La inflamación es un factor de riesgo para la progresión de la aterosclerosis y puede ser mediada por la activación del factor nuclear potenciador de la cadena ligera kappa de las células B activadas (NF-κB), que desempeña un papel clave en el desarrollo de la inflamación porque cuando el NF-κB se transfiere al núcleo y se une a las regiones promotoras, inicia la transcripción de muchos mediadores inflamatorios. En respuesta a la inflamación, el NF-κB mejora la transcripción de la molécula de adhesión intercelular-1 (ICAM-1), la molécula de adhesión celular vascular-1 (VCAM1) y las citocinas inflamatorias, que ayudan en la transmigración de leucocitos desde el lumen de los vasos sanguíneos a través de la barrera de las células endoteliales y hacia el espacio subendotelial. En este estudio, determinamos el efecto de diferentes concentraciones de magnesio en la expresión de NF-κB. Las HUVEC se cultivaron en diferentes concentraciones de MgSO4: 0,1 mm, 5 mm y se compararon con la concentración circulante fisiológica. La expresión de NF-κB se determinó a nivel de ARNm mediante PCR cuantitativa en tiempo real. Se observó una expresión de NF-κB significativamente elevada en células deficientes en magnesio (0,1 mm) que se estimularon con lipopolisacárido 0,5 μg durante 4 horas (34 %, P = 0,032). Además, se observó una marcada supresión de la expresión de NF-κB en las HUVEC tratadas con magnesio (5 mm) y estimuladas con LPS (31 %, P = 0,048), en relación con la concentración fisiológica de 1 mm. Estos datos muestran que el magnesio se asoció inversamente con la expresión de NF-κB, que induce una sobreexpresión del fenotipo inflamatorio en las células endoteliales y se ha relacionado con la patogénesis de muchas enfermedades cardiovasculares.

Investigamos los efectos de la berberina en la apoptosis inducida por lipopolisacáridos en células endoteliales de la vena umbilical humana y los mecanismos moleculares que median el efecto. Los efectos de la berberina en la apoptosis y viabilidad celular inducida por LPS se midieron con tinción de 5-etinil-2-desoxiuridina, citometría de flujo y ensayos con el kit de recuento celular 8. La expresión y/o activación de proteínas proapoptóticas y antiapoptóticas o vías de señalización, incluidas la caspasa-3, la polimerasa, la leucemia de células mieloides-1, la proteína quinasa activada por mitógeno p38, la quinasa N-terminal C-Jun y la quinasa regulada por señales extracelulares, se determinaron con transferencia Western. Los niveles de malondialdehído, la actividad de la superóxido dismutasa y la producción de citocinas proinflamatorias se midieron con ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas. Los resultados demostraron que el pretratamiento con berberina protegió a las HUVEC de la apoptosis inducida por LPS, atenuó la lesión inducida por LPS, inhibió la fosforilación de JNK inducida por LPS, aumentó la expresión de MCL-1 y la actividad de SOD, y disminuyó la producción de citocinas proinflamatorias. Los efectos de la berberina en las HUVEC tratadas con LPS fueron prevenidos por SP600125, un inhibidor específico de JNK. Por lo tanto, la berberina podría ser un candidato potencial en el tratamiento de enfermedades vasculares relacionadas con la lesión de células endoteliales. Las células endoteliales, que actúan como una barrera selectiva entre el tejido y la sangre, desempeñan un papel potencial en el control de las respuestas inflamatorias, la inmunidad y la homeostasis. Para mantener la función orgánica normal y la homeostasis vascular, la integridad del revestimiento endotelial es fundamental. La disfunción y/o lesión de las EC pueden alterar la integridad del revestimiento endotelial y, posteriormente, provocar una enfermedad vascular. La disfunción y/o lesión de las células endoteliales, que comúnmente están mediadas por lipopolisacáridos, son complicaciones de la sepsis, que se considera la principal causa de varias enfermedades, entre ellas la diabetes mellitus, la aterosclerosis y la trombosis. Por lo tanto, se cree que los agentes que protegen el endotelio vascular de la lesión y/o disfunción reducen la incidencia de enfermedades cardiovasculares. Debido a que el LPS es una parte integral de la membrana externa de las bacterias gramnegativas, se considera un desencadenante de la lesión de las células endoteliales y sus síndromes asociados. In vitro, la estimulación con LPS altera múltiples funciones de las células endoteliales, entre ellas la viabilidad, la apoptosis, la liberación de malondialdehído (MDA) y la síntesis del factor de necrosis tumoral (TNF-) y de interleucina (IL-) 6. Cada vez hay más pruebas que sugieren que el estrés oxidativo inducido por la estimulación con LPS puede provocar apoptosis o muerte de las células endoteliales. En las CE, el estrés oxidativo desencadena varias vías de transducción de señales relacionadas con la supervivencia celular y la apoptosis, induce daños a las membranas celulares y a la estructura del ADN y afecta a los miembros de la familia de la proteína quinasa activada por mitógeno (MAP) (MAPK) y los procesos biológicos celulares que están regulados por la MAP quinasa, como la apoptosis, la diferenciación y el crecimiento celular.Estudios previos han demostrado que tres subfamilias de MAPK se activan en respuesta a la estimulación con LPS, incluida la quinasa N-terminal c-Jun (JNK), la quinasa p38 MAP (p38) y la quinasa regulada por señales extracelulares.