Análisis del efecto de la hiperglucemia embrionaria en el desarrollo del miocardio ventricular y expresión de moléculas marcadoras de daño al miocardio - Jaime Cruz, Ricardo (Universidad Autónoma Metropolitana, 2019)
La hiperglucemia durante la gestación (HGG) se asocia con efectos adversos durante el desarrollo embrionario y fetal, que a corto plazo conducen a la aparición de cardiopatías congénitas y a largo plazo significan un riesgo de defectos morfológicos y funcionales cardiacos como hipertrofia. Las causas de estos trastornos en la progenie de madres con HGG aún no está clara. Existen moléculas que se ha sugerido su uso como indicadores de daño al miocardio. En investigaciones clínicas en personas adultas diabéticas con problemas funcionales del corazón y trabajos experimentales que usaron ratones transgénicos, se determinó que la sobreexpresión del miR-223, se asocia a un incremento en la expresión TNNI3K (cinasa especifica del corazón que se une a la troponina cardíaca I (cTnI) implicada en procesos de remodelaciones anómalas cardiacas, desencadenando hipertrofia ventricular e insuficiencia cardíaca. Sin embargo, no se ha estudiado el efecto de la hiperglucemia embrionaria en un modelo no transgénico. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar el desarrollo embrionario del corazón bajo condiciones de hiperglucemia y su relación con en el desarrollo del miocardio ventricular, cambios la expresión de las proteínas sarcoméricas (troponina I cTnI, desmina y TNNI3K) y los cambios en la expresión del miRNA-223. Empleamos huevos fértiles de Gallus gallus domesticus se incubaron 3.5 días para obtener embriones en estadio 22HH. Posteriormente se indujo hiperglucemia embrionaria mediante solución de glucosa (30 mmol/l) cada 24 horas, hasta el final del experimento (10 días de incubación, estadio 36HH), grupo HG. A otro grupo de embriones fueron tratados con solución salina (Grupo NT). Se obtuvieron mediciones de glucosa en sangre periódicamente. Se registró peso y talla del embrión y el corazón. El corazón se empleó para análisis histopatológico, expresión del miR223 por RT-qPCR y detección de expresión con microscopia confocal y western blot de TNNI3K cTnI y desmina. Resultados. Los embriones hiperglucémicos mostraron un retrazo en la maduración de diversos órganos incluyendo el corazó, similar a lo reportado en un modelo de diabetes inducida en rata. El análisis histopatológico evidencio disminución del grosor de la pared ventricular izquierda (39%) y derecha (35%) en embriones hg respecto a los controles. RT-qPCR mostró aumento del 41% del miR-223 en embriones HG respecto a normoglucemicos. TNNI3K y cTnI presentaron respectivamente 37% y 39% mayor florescencia, en el caso de la desmina hubo una disminución del 23%, se corroboró por western blot en los embriones HG respecto a los controles NT. Conclusiones. El ambiente hiperglucémico durante el desarrollo embrionario, disminuyó la maduración fetal. El corazón mostró menor tamaño y grosor de las paredes ventriculares. El aumento del miR-223 desencadenó la elevación de TNNI3K y cTnI que puede inducir procesos de remodelación anómala cardíaca. Nuestros hallazgos correlacionan con la hipertrofia descrita en fetos y niños recién nacidos de mujeres con HGG.; Hyperglycemia during pregnancy (HGG) is associated with adverse effects on embryonic and fetal development that in the short-term lead to the appearance of congenital heart defects and in the long term mean a risk of cardiac morphological and functional defects such as hypertrophy. The exact cause of these disorders in the progeny is not yet clear. There are molecules that, thanks to various investigations, have been suggested as indicators of myocardial damage. In clinical studies in diabetic adults with myocardial functional problems and experimental work in transgenic mice, it was determined that overexpression of miR-223 is associated with an increase in TNNI3K expression (specific kinase of the heart that binds to cardiac troponin I (cTnI) involved in anomalous cardiac remodeling processes leading to the development of ventricular hypertrophy and heart failure, however, the effect of embryonic hyperglycemia in a non-transgenic model has not been studied, therefore, our objective was to evaluate cardiac embryonic development under conditions of hyperglycemia and its relation to the development of the ventricular myocardium, changes the expression of sarcomeric proteins (troponin I cTnI, desmin and TNNI3K) and the possible dysregulation of miRNA-223 We used fertile eggs of Gallus gallus domesticus were incubated 3.5 days to obtain embryos in stage 22HH. stage 22HH hyperglycemia was induced by administering glucose solution (30 mmol/l) in the air chamber every 24 hours, until the end of the experiment (10 days of incubation, stage 36HH), group HG. The control embryos were treated with saline solution (NT Group). Blood glucose was recorded periodically. Weight and size of embryo and heart were recorded. The heart was used for histopathological analysis, miR-223 expression by RT-qPCR and expression detection with confocal and western blot microscopy of TNNI3K cTnI and desmin. Results Hyperglycemic embryos showed a delay in the maturation of various organs, including the heart, like that described in a model of diabetes induced in rats. The histopathological analysis evidenced decrease in the thickness of the left ventricular wall (39%) and right (35%) in hg embryos with respect to the controls. RTqPCR showed a 41% increase in miR-223 in HG embryos compared to normoglycemic. TNNI3K and cTnI presented respectively 37% and 39% greater florescence, in the case of desmin there was a decrease of 23%, it was corroborated by western blot in HG embryos with respect to NT controls. Conclusions The hyperglycemic environment during embryonic development, decreased fetal maturation. The heart showed smaller size and thickness of the ventricular walls. The increase of miR-223 triggered the elevation of TNNI3K and cTnI that can induce anomalous cardiac remodeling processes. Our findings correlate with the hypertrophy described in fetuses and newborns of women with HGG.