Abstract
A Sinalização de Idade/RAGE tem sido uma cascata bem estudada em muitos estados diferentes de doença, particularmente diabetes. Devido à natureza complexa do receptor e às múltiplas vias de intersecção, o mecanismo de sinalização de IDADE/RAGA ainda não é bem compreendido. O objetivo desta revisão é destacar áreas-chave da calcificação vascular mediada por IDADE/RAGE como uma complicação do diabetes. A sinalização de IDADE/RAGA influencia fortemente as respostas celulares e sistêmicas para aumentar as proteínas da matriz óssea através de PKC, p38 MAPK, fetuin-A, TGF-β, NFκB e ERK1/2 em ambas as vias de sinalização em condições hiperglicêmicas e de calcificação. Foi demonstrado que a sinalização de IDADE/RAGE aumenta o estresse oxidativo para promover a calcificação vascular mediada por diabetes através da ativação da Nox-1 e diminui a expressão da SOD-1. A sinalização de AGE/RAGE na calcificação vascular mediada por diabetes também foi atribuída ao aumento do estresse oxidativo resultando na troca fenotípica de VSMCs por células semelhantes a osteoblastos na calcificação induzida por AGEs. Pesquisadores descobriram que agentes farmacológicos e certos antioxidantes diminuíram o nível de deposição de cálcio na calcificação vascular mediada por diabetes induzida por EAs. Ao entender o papel que a cascata de sinalização de IDA/RAGE desempenha na calcificação vascular mediada por diabetes, permitirá a intervenção farmacológica para diminuir a gravidade desta complicação diabética.
1. Introdução
Diabetes mellitus é uma família de doenças caracterizada por níveis elevados de glicemia ou hiperglicemia resultante da incapacidade do organismo em produzir e/ou usar o hormônio insulínico. A diabetes mellitus tipo I está associada à disfunção celular pancreática β resultando na perda da produção de insulina, enquanto a diabetes mellitus tipo II é causada por disfunção do receptor de insulina, na qual a sinalização do receptor de insulina é desacoplada da captação de glicose. A diabetes mellitus é altamente prevalente nos Estados Unidos com aproximadamente 29 milhões de pessoas vivendo com diabetes ou 9,3% da população. É relatado que a taxa de mortalidade por doença cardiovascular para um indivíduo, 18 anos ou mais, com diabetes foi cerca de 1,7 vezes maior do que a população normal . O aumento da taxa de mortalidade por doença cardiovascular diabética demonstra a gravidade das complicações que podem surgir desta patologia. Portanto, a ligação entre doença cardiovascular e diabetes é essencial para entender .
2. Diabetes Tipo II e Calcificação Vascular
O diabetes Tipo II tem sido fortemente ligado à calcificação vascular através de vários mecanismos diferentes, alguns dos quais incluem estresse oxidativo, hiperglicemia, hiperkalemia e hipercalcemia, sendo o estresse oxidativo o foco principal desta revisão . A calcificação vascular é descrita como o endurecimento da camada medial da artéria através da deposição de minerais hidroxiapatita na matriz extracelular. Este processo, outrora considerado passivo e associado ao envelhecimento, tem agora demonstrado ser um processo fortemente regulado mediado por células . Durante a calcificação vascular, a proteína-2 morfogenética óssea (BMP-2) ativa o fator de ligação do núcleo alfa-1 (CBFA-1, também conhecido como RunX2), que atua como o regulador transcripcional primário para a maturação dos osteoblastos no osso. O CBFA-1 também upregula a produção de proteínas osteoblastos dentro das células musculares lisas vasculares (VSMCs), que se pensa causar uma mudança fenotípica de VSMCs para um fenótipo semelhante ao osteoblasto . A fosfatase alcalina (ALP) e a sialoproteína óssea (BSP) demonstraram ser marcadores precoces da atividade osteoblástica, enquanto marcadores, como a osteopontinina (OPN) e a osteocalcina, são upregulados tardiamente no processo de calcificação . Sua função primária é melhorar a formação e deposição de hidroxiapatita, que é composta de colágeno tipo I e outras proteínas não colágenas . Indicado principalmente na formação óssea, o ALP é responsável pela clivagem do pirofosfato ao fosfato para promover a deposição de hidroxiapatita e mineralização dentro do osso . A BSP é responsável pela nucleação do mineral hidroxiapatita . Semelhante à ALP, a OPN também está ligada à deposição de hidroxiapatita e pode servir como mediador de fixação e sinalização celular . O tamanho e a forma da hidroxiapatita são mediados pela osteocalcina através de um mecanismo dependente de vitamina K . Em conjunto, esses dados demonstram o potencial de promover a formação óssea dentro de um sistema vivo, e pesquisadores têm utilizado esse conhecimento das proteínas da matriz óssea para compreender os mecanismos subjacentes à calcificação vascular e diabetes tipo II.
Em uma série de estudos realizados por Chen et al., artérias colhidas em pacientes diabéticos e não diabéticos foram analisadas para determinar a quantidade de cálcio, OPN, ALP, colágeno tipo I e BSP. Com exceção da BSP, todas as proteínas de matriz óssea investigadas foram significativamente aumentadas como resultado da diabetes. Experimentos in vitro, usando células musculares lisas vasculares bovinas (BVSMCs) cultivadas em condições euglicêmicas (glicose normal) e hiperglicêmicas, revelaram que os níveis de CBFA1, ALP e osteocalcina foram significativamente maiores em células cultivadas em meios com alta glicose. Além disso, a deposição de cálcio também foi significativamente maior em meios com glicose alta do que em meios com glicose normal, e esta tendência também foi observada quando ambos os tipos de condições de meios de crescimento foram suplementados com meios de calcificação. Os meios de calcificação contêm níveis elevados de fosfato inorgânico para promover a calcificação através da utilização das células que precisam manter a homeostase. Para determinar os mecanismos de sinalização responsáveis pelo aumento da expressão da proteína da matriz óssea, os BVSMCs foram expostos a altos níveis de glicose e a atividade da proteína quinase C (PKC) foi farmacologicamente inibida tanto nas células normais quanto nas células tratadas com glicose alta. A PKC foi selecionada como o foco do caminho de sinalização devido ao seu papel predeterminado nas respostas celulares ao diabetes e hiperglicemia. Como resultado, a expressão das proteínas da matriz óssea foi significativamente reduzida, enquanto que, em células normais tratadas com glicose, não houve alteração notável na expressão das proteínas. Este estudo também demonstrou o aumento da secreção de BMP-2 dos BVSMCs cultivados em meios com alta glicose. No geral, Chen et al. concluíram que condições hiperglicêmicas, como observadas no diabetes, promoveram a upregulação das proteínas da matriz óssea e a calcificação vascular. Estudos de apoio de Mori et al. demonstraram que a OPN foi upregulada e ativada por uma via semelhante mediada por PKC em VSMCs de ratos diabéticos. Western blotting confirmou que a inibição da PKC resultou em uma notável diminuição na expressão da proteína OPN . Em conjunto, esses estudos mostraram não apenas a prevalência da expressão da proteína de matriz óssea nas células musculares lisas vasculares, mas também o papel da PKC na calcificação vascular mediada por diabetes.
3. Calcificação Vascular e Sinalização de IRAGEM
Além do aumento da expressão da proteína de matriz óssea nos CMSV durante tratamentos de diabéticos e de calcificação, estudos também mostraram que produtos finais avançados de glicação (AGEs) e seus receptores (RAGEs) desempenham um papel na calcificação vascular . Pacientes com diabetes tipo II demonstraram ter uma concentração significativamente maior de AGEs do que a população não diabética . Os AGEs se formam ao longo da vida como resultado do aumento da glicose circulante e de outros açúcares redutores, tais como galactose e frutose, reagindo com amino grupos de proteínas para formar bases Schiff para seguir o caminho do poliol para produzir AGEs ou serem degradados . Estes produtos finais glicosados interagem com RAGEs, que são proteínas transmembranas que fazem parte da superfamília da imunoglobulina. Os RAGEs são upregulados em resposta ao aumento dos níveis de IDAE circulantes . Na ligação AGE-RAGE, os RAGE funcionam através de PKC-ζ para acionar a ativação a jusante de uma cascata de sinalização que funciona através da proteína quinase ativada por mitógeno p38 (MAPK), transformando o fator de crescimento-β (TGF-β), e o fator nuclear κB (NFκB) . Suga et al. demonstraram que a ativação da sinalização de AGE-RAGE em VSMCs de rato reduziu a expressão de marcadores genéticos VSMC, como a cadeia pesada de musculatura lisa e miosina (SM-MHC) e músculo liso 22α (SM22α) . Esta desregulação dos marcadores de VSMCs sugere a possível mudança fenotípica dos VSMCs para um fenótipo semelhante ao osteoblasto . Isto é apoiado pelos achados dos CMSV humanos (CMSV) onde a ativação do RAGE aumentou a expressão do mRNA e a atividade da ALP, uma proteína da matriz óssea, sugerindo um papel da sinalização do RAGE na calcificação vascular . Estes estudos demonstraram alguns papéis básicos para a sinalização de RAGE na calcificação do VSMC através da sinalização PKC-ζ , aumento da expressão de ALP e diminuição da expressão dos marcadores genéticos do VSMC.
Em estudos realizados por Tanikawa et al., utilizando um modelo de calcificação HVSMC in vitro, aumentando os níveis de AGEs aumentou significativamente a quantidade de deposição de cálcio após 7 e 14 dias, quando comparado com amostras tratadas e controle de BSA . Além disso, a expressão do mRNA de CBFA-1 (RunX2), a atividade de ALP e os níveis de proteína osteocalcina também foram significativamente elevados. Juntos, estes dados indicaram que o tratamento com AGE promove um fenótipo semelhante ao osteoblasto em HVSMCs. Esta mudança fenotípica não foi dependente de meios de calcificação, pois resultados semelhantes foram encontrados usando HVSMCs cultivados com e sem meios de calcificação. A expressão das proteínas osteoblastos do CMSV pode estar ligada à atividade do p38 MAPK, pois Tanikawa et al. descobriram que, com o aumento da exposição à AGE, a ativação do p38 MAPK foi aumentada. Por outro lado, quando a sinalização de AGE foi umedecida, a ativação do p38 MAPK foi diminuída e as mudanças no p38 MAPK se correlacionaram à diminuição dos níveis de atividade da ALP, apesar da calcificação induzida pelo AGE . Em um estudo semelhante de Hu et al., o p38 MAPK mostrou-se essencial para diferenciação osteoblástica nas células MC3T3-E1. A inibição farmacológica do p38 MAPK resultou na diminuição da atividade da ALP, demonstrando assim que o p38 MAPK é necessário para a expressão da ALP em células semelhantes ao osteoblasto . Portanto, a atividade da ALP pode ser diretamente influenciada tanto pelo aumento da exposição à AGE quanto pela elevada sinalização em cascata de RAGE através do p38 MAPK. Esta relação sugere que o p38 MAPK desempenha um papel fundamental na via do AGE-RAGE na calcificação vascular mediada por diabetes .
Embora estes achados demonstrem a importância da via do AGE-RAGE na calcificação vascular mediada por diabetes, Ren et al. demonstraram que os AGEs também aumentaram significativamente os níveis de cálcio intracelular em VSMCs de ratos . Foi descoberto que os níveis de mRNA de ALP e OPN aumentaram significativamente após uma exposição de 24 horas à albumina glicosilada (AGE-BSA). Devido ao aumento de ALP e OPN com o tratamento com AGE-BSA, o grupo também demonstrou que o RAGE foi upregulado nos VSMCs de rato. Quando incubado com um anticorpo neutralizante para RAGE, a quantidade de cálcio e a expressão de ALP foi diminuída. As mudanças observadas confirmaram que o RAGE medeia a calcificação induzida por VSMCs com AGE. Wei et al. mostraram que a diabetes acelerou a calcificação da aorta em ratos Wistar do sexo masculino . Os animais foram tratados com estreptozotocina (STZ) para induzir o diabetes e depois tratados com Vitamina D3 e nicotina (VDN) para induzir a calcificação vascular. A coloração de von Kossa permitiu a visualização das partículas de cálcio dentro do tecido aórtico removido, e foram encontradas partículas de cálcio dentro da seção tecidual selecionada. A análise de Western blot mostrou um aumento significativo na expressão de ALP e os níveis de AGEs também foram aumentados nos animais diabéticos e tratados com VDN. É importante ressaltar que enquanto a sinalização de AGE-RAGE pode mediar diretamente a calcificação vascular em diabetes, a sinalização de AGE-RAGE também pode impactar indiretamente esta complicação diabética.
4. Papéis para Fetuin-A na Calcificação Vascular e Sinalização de RAGE
Proteína de Soro -Heremans-Schmid glycoprotein (Ahsg ou fetuin-A), uma glicoproteína de circulação sistêmica, tem sido implicada na resistência à insulina em pacientes diabéticos tipo II. Os dados dos pacientes revelaram que níveis elevados de fetuina-A sérica foram um indicador de hiperglicemia no tipo II. O fetuina-A também dificultou a recepção de insulina através da inibição do receptor de insulina à proteína auto-fosforilada do substrato receptor de insulina-1, que é crucial para a via de sinalização do receptor de insulina . Coletivamente, esses estudos revelaram que o fetuina-A desempenha um papel na resistência à insulina na diabetes tipo II, o que pode levar a um agravamento da hiperglicemia e outras complicações diabéticas. Curiosamente, foi demonstrado que níveis aumentados de calcificação vascular têm sido associados não apenas ao diabetes tipo II, mas também a pacientes com doença renal crônica (DRC). A calcificação vascular, neste caso, tem demonstrado promover tanto a resposta inflamatória quanto a oxidativa ao estresse como fator de risco para doenças cardiovasculares. O fetuina-A é liberado pelo fígado para funcionar como uma proteína de fase aguda no sistema imunológico inato onde funciona para promover respostas anti-inflamatórias e antioxidantes ao estresse para inibir moléculas inflamatórias superexpressas.
Conversamente, o fetuina-A também pode desencadear uma resposta imune inata desencadeada em parte por receptores de toll-like (TLRs). Este mecanismo pode ser activado por ácidos gordos livres (FFAs) para induzir uma resposta pró-inflamatória. Pal et al. mostraram que o fetuina-A pode agir como um ligante ao TLR-4 para estimular a resistência à insulina induzida por AGF nos adipócitos . Além de promover resistência insulínica em pacientes diabéticos tipo II, o fetuina-A também pode inibir um ligante alternativo RAGE, caixa de grupo-1 de alta mobilidade (HMGB1), que é responsável pela liberação e recrutamento de várias citocinas, moléculas de adesão e quimiocinas. A ativação da cascata de sinal RAGE foi demonstrada como responsável pela expressão mediada do fator de necrose tumoral (TNF) e da interleucina-1 (IL-1) pelo HMGB1. É preocupante que a inibição do fetuina-A do HMGB1 possa criar um cenário para que os RAGEs selecionem e liguem preferencialmente os AGEs para ativar a cascata. Usando dados coletados de amostras de pacientes com CKD, Janda et al. demonstraram que o aumento dos níveis séricos de fetuina-A foi um indicador positivo para o aumento da deposição de AGEs dentro das artérias, indicando assim que o fetuina-A pode influenciar indiretamente a via AGE/RAGE especialmente na presença de moléculas inflamatórias.
Fetuina-A (Ahsg) tem uma alta afinidade por cristais de hidroxiapatita, que estão localizados em locais de calcificação vascular, como osso e dentes . Ketteler et al. utilizaram pacientes com DRC em hemodiálise para correlacionar mortalidade cardiovascular com diminuição dos níveis de fetuina-A e aumento da calcificação vascular, sugerindo que o fetuina-A atua como inibidor da calcificação . Estudos utilizando um modelo de ratos com deficiência de fetuina-A que eram sensíveis à calcificação (DBA/2-Ahsg-/-) determinaram que a glicoproteína é um inibidor da calcificação . As imagens radiográficas do osso e da coloração von Kossa do pulmão, coração, rim e pele revelaram um aumento visual na deposição de fósforo e cálcio em cada tipo de tecido. O soro sanguíneo foi extraído de animais DBA/2-Ahsg-/- para realizar um ensaio de precipitação in vitro de fosfato de cálcio básico (BCP). Fetuin-A diminuiu a quantidade de BCP precipitado dentro do soro, indicando que o fetuin-A pode inibir a formação da deposição de BCP . Dentro do mesmo grupo de pesquisa, Heiss et al. utilizaram microscopia eletrônica e dispersão dinâmica da luz para determinar as características estruturais do complexo de fetuina-A com BCP para formar partículas de calciproteína. Estudos adicionais utilizando fetuina-A purificado incubado com BCP in vitro resultaram na mudança da estrutura de BCP de um aspecto rígido para um aspecto frágil . Esta alteração estrutural também foi observada em outros materiais à base de cálcio, como nanopartículas de CaCO3 .
A relação entre fetuin-A, BCP e VSMCs calcificados foi determinada utilizando o sistema modelo in vitro e in vivo de HVSMCs. Reynolds et al. demonstraram que o fetuin-A foi localizado nas vesículas matriciais dos CVSMCs calcificados na camada medial da artéria. Estas CMVSMCs calcificadas foram tratadas com fetuina-A, o que inibiu a deposição de cálcio e a incorporação de cálcio de forma dose-dependente e mediada por células. Foi demonstrado que os CVSMCs foram submetidos à calcificação vascular mediada por vesículas e apoptose do corpo. Microscopia e mancha ocidental revelaram que a apoptose do CMVSH foi inibida pelo fetuina-A. A calcificação das vesículas de matriz liberada e dos corpos apoptóticos foi quantificada pela análise radiográfica dispersiva de energia e mostrou que o fetuina-A também inibe a calcificação dessas partículas celulares liberadas. Neste mesmo estudo, foi demonstrado que o fetuina-A é um inibidor da calcificação do HVSMC mediado por vesículas matriciais e corpos apoptóticos. Em estudos similares de Moe et al., o fetuina-A demonstrou ser um inibidor da calcificação nos BVSMCs . Em conjunto, estes dados demonstram que o fetuina-A é um inibidor da calcificação.
5. Sinalização de AGE-RAGE e Stress Oxidativo na Calcificação Vascular
A cascata de sinalização de AGE/RAGE demonstrou ser semelhante a um laço de avanço, onde resultados como aumento da fibrose, aumento da expressão de RAGE, e aumento dos estressores oxidativos são produzidos . O estresse oxidativo produzido por espécies de oxigênio reativas elevadas (ROS) pode perturbar numerosas estruturas intracelulares, tais como membranas celulares, proteínas, lipídios e DNA. Produtos ROS, como peróxido de hidrogênio, anions superóxidos, radicais hidroxila e óxido nítrico, são gerados por oxidases mitocondriais, oxidases NADPH (Nox), e óxido nítrico sintetase. A ativação de RAGE resulta no aumento da produção de ROS ao estimular cascatas específicas de sinalização como TGF-β, NF-κB, e Nox-1 . Em um estudo realizado por Wei et al., a concentração de malondialdeído (MDA) e a atividade de superóxido de Cu/Zn dismutase (SOD-1) foram utilizadas para avaliar o estresse oxidativo e a capacidade de iniciar um mecanismo de estresse oxidativo compensatório em modelos animais de calcificação vascular mediados por diabetes. Animais diabéticos com calcificação vascular induzida por VDN tiveram um aumento significativo no conteúdo de MDA e uma diminuição significativa nos níveis de atividade de SOD em comparação com o grupo diabético. Quando os CMSV isolados eram tratados com níveis crescentes de EDA, havia níveis elevados de atividade de ALP, produção de ROS mediada por Nox-1 e expressão de RAGE. A inibição da expressão de RAGE consequentemente diminuiu a atividade de ALP, o conteúdo de cálcio e a produção de proteína Nox-1 ao mesmo tempo em que aumentou os níveis de SOD-1. Em geral, estes estudos demonstraram que os isolados celulares de um modelo de diabetes com modelo de calcificação vascular mediado por VDN foram respondidos a tratamentos de ELA, como evidenciado pelo aumento significativo dos níveis de ALP, ROS, Nox-1 e proteína RAGE quando comparados apenas a animais diabéticos . Brodeur et al. utilizaram um modelo animal similar para determinar se os AGEs dentro de um sistema in vivo podem ser reduzidos após a ocorrência de calcificação vascular mediada por diabetes . Pyridoxamine (PYR), um inibidor de EDA, foi administrado como tratamento preventivo de pré-calcificação, enquanto o alagebrium (ALA), um quebrador de EDA, foi administrado como tratamento terapêutico pós-calcificação. Para estes estudos, apenas o ALA permitiu uma redução significativa do número de IDA e do conteúdo de cálcio medido em artérias musculares, como a artéria femoral, mas não em artérias condutoras maiores, como a aorta. A PYR diminuiu os níveis globais de IDA e cálcio, mas não foi significativa nos tecidos estudados. A diferença na eficácia de ambos os tratamentos pode ser devida aos mecanismos de acção; a PYR actua como um preventivo da Idade, enquanto a ALA actua como um crosslink breaker da Idade. A eficácia de várias terapias antioxidantes, como o ácido alfa-lipiócico, a 4-hidroxitempol e a apocinina, também foi testada. O tratamento com apocinina resultou numa redução significativa da deposição de cálcio no modelo animal de calcificação vascular mediada por diabetes. Brodeur et al. demonstraram que a redução do cálcio através de terapia antioxidante ROS orientada é um tratamento mais viável em um modelo in vivo de calcificação vascular. Coletivamente, esses estudos demonstram que a cascata de ERA/RAGE é capaz de mediar a calcificação vascular através de mecanismos de estresse oxidativo, e tratamentos terapêuticos para limitar a produção de ROS podem fornecer uma alternativa mais viável para minimizar a calcificação vascular.
Uma outra cascata de sinalização de ROS ativada por AGEs está transformando o fator de crescimento- (TGF-) β. Em um estudo de Li et al. quando os VSMCs foram tratados com AGEs, os membros da cascata de sinalização de AGE/RAGE (ou seja p38 MAPK e ERK1/2) foram encontrados fosforilados na ativação de RAGE . Além disso, a sinalização TGF-β resultou na fosforilação da sua família de mediadores, Smads, que servem como moduladores transcripcionais . Essas mudanças foram consideradas dependentes do TGF-β. A análise Western blot revelou que quando a expressão RAGE foi desregulada, a fosforilação Smad 2 também foi inibida, indicando a cascata AGE/RAGE na ativação Smad e a sinalização TGF-β. Como o acúmulo de AGEs está dentro da matriz extracelular (ECM), é importante notar que um aumento na TGF-β tem sido implicado na fibrose dentro da doença . A fibrose está tipicamente associada a um aumento no colágeno tipo I e Li et al. utilizaram a análise western blot para demonstrar que os AGEs induzem um aumento na produção de colágeno tipo I, que foi inibido pelo bloqueio da sinalização p38 MAPK e ERK1/2. Esses dados permitem concluir que a sinalização de AGE/RAGE desempenha um papel na manutenção e regulação do ECM em diabetes e que os AGEs induzem TGF-β através da mediação por RAGE .
AGEs também demonstraram aumentar a atividade do NFκB através da sinalização RAGE em VSMCs. Estudos demonstraram que os VSMCs manterão um fenótipo compatível e contrátil dentro da artéria; entretanto, aumentos na sinalização de NFκB irão interferir com este fenótipo resultando em maior rigidez e rigidez comumente associadas a complicações cardiovasculares diabéticas. Simard et al. trataram os VSMCs aórticos de rato (células A7r5) com albumina sérica humana glicosilada (AGE-HSA) e, usando a expressão GFP, observaram um aumento significativo na atividade do NFκB. A análise de Western blot revelou que a ativação de ERK1/2 foi significativamente aumentada com o tratamento com AGE-HSA, e a ativação de AKT foi ligeiramente aumentada. Ambos os caminhos ativam NFκB, o que permitiria concluir que a sinalização RAGE aumenta a atividade de NFκB. Um aumento na atividade de transcrição do NFκB pode levar a um aumento na expressão do mRNA de colágeno tipo I a1 e a2 em VSMCs murinos tratados com AGEs, como mostrado em Peng et al. . Coletivamente, a sinalização RAGE induzida por AGE afeta a atividade do NFκB em VSMCs, o que pode levar à remodelação da colagem tipo I no ECM ou a uma mudança na morfologia celular. Além disso, quando são tratados com AGE-HSA, os níveis de mRNA da cadeira pesada de miosina muscular lisa (SM-MHC) e SM-22α foram diminuídos e, adicionalmente, a expressão proteica de SM-α-actin, SM-22α e myocardin (MyoC) também foi diminuída. Em geral, os pesquisadores demonstraram que a sinalização RAGE interfere com a expressão dos marcadores de fenótipo muscular liso nas células A7r5. A perda dos marcadores de fenótipo muscular liso ofereceu uma explicação para as mudanças nas propriedades das células mecânicas musculares lisas à medida que a sinalização de AGE/RAGE aumentava. Houve também um aumento da granularidade dentro das células A7r5 demonstrando uma mudança visual na morfologia celular devido ao aumento da sinalização de RAGE. Enquanto a densidade total de actina permaneceu inalterada com células tratadas com AGE-HAS, o módulo de Young, uma medida de elasticidade, revelou que a rigidez da célula basal foi significativamente aumentada indicando um tipo de célula mais rígida e menos elástica. Os níveis de expressão proteica da cadeia leve da miosina fosforilada (MLC) também foram medidos para determinar mudanças na função contrátil e na atividade motora mediada pela actina miosina. Estes resultados revelaram que não ocorreram alterações na função contrátil quando as células A7r5 foram tratadas com AGE-HSA. Em conjunto, o aumento da sinalização de AGE/RAGE altera as propriedades mecânicas dos VSMCs resultando em um tipo celular mais rígido e menos complacente.
6. Conclusão
A sinalização de AGE/RAGE é uma cascata complexa e intrincada e tem sido estudada em muitos estados diferentes da doença. Particularmente, a calcificação vascular mediada por diabetes exibe vários fatores que permitem que a sinalização de IDADE/RAGE influencie fortemente tanto as respostas celulares quanto sistêmicas. Tem sido demonstrado que a calcificação vascular aumenta as proteínas da matriz óssea através da sinalização de PKC em condições hiperglicêmicas e de calcificação. A calcificação vascular induzida por AGEs causou a desregulação dos marcadores de VSMCs e uma upregulação das proteínas da matriz óssea, sugerindo assim que os VSMCs sofram uma mudança fenotípica para uma célula tipo osteoblasto. A sinalização RAGE também pode mediar a calcificação do CMSV através de várias vias mitogênicas. Destas, a via p38 MAPK foi demonstrada como um componente essencial para a diferenciação mediada por VSMCs com IDADE/RAGE. O Fetuin A também demonstrou ter um papel mais controverso na calcificação vascular. O Fetuin A atua como mediador tanto na procalcificação, selecionando artificialmente para AGEs como um ligante RAGE, quanto na anticalcificação em certos modelos de CDK. O Fetuin-A representa uma área excitante para mais trabalho a ser feito para entender seu papel na calcificação vascular como uma complicação diabética. A sinalização de AGE/RAGE tem sido implicada no estresse oxidativo associado à calcificação vascular mediada por diabetes através da ativação da Nox-1, fibrose mediada por TGF-β, NFκB, e vias ERK1/2 e diminuição da expressão da SOD-1. Pesquisadores descobriram que agentes farmacológicos e certos antioxidantes diminuíram o nível de deposição de cálcio na calcificação vascular mediada por diabetes induzida por EDA. Em geral, o papel da sinalização de AGE/RAGE na calcificação vascular mediada por diabetes foi atribuído ao estresse oxidativo e à mudança fenotípica de VSMCs em condições de calcificação induzida por AGEs, como mostrado na Figura 1. A direção futura na compreensão da calcificação vascular como uma complicação diabética poderia incluir a utilização de ratos knockout RAGE para examinar os efeitos da inibição sistêmica do RAGE na calcificação vascular mediada por diabetes. Também, o papel do fetuin-A poderia ser melhor examinado para entender a interação desse biomarcador e da sinalização de IDADE/RAGE no diabetes tipo II.
Divulgação
Todas as opiniões, achados e conclusões ou recomendações expressas neste material são dos autores e não refletem necessariamente os pontos de vista da National Science Foundation.
Interesses concorrentes
Os autores declaram não ter interesses concorrentes.
A Contribuições dos autores
Todos os autores contribuíram igualmente para este trabalho.
Anoscimentos
Os autores gostariam de agradecer à Dra. Donna M. Gordon pela sua contribuição para o desenvolvimento e edição desta revisão. Este trabalho é apoiado pela American Heart Association Beginning Grant-In-Aid no. 4150122 (JAS), American Heart Association Scientist Development Grant no. 5310006 (JAS), e Universidade Estadual do Mississippi e seu Departamento de Ciências Biológicas. Além disso, este material é baseado no trabalho apoiado pelo Programa de Bolsas de Pós-Graduação em Pesquisa da National Science Foundation sob o Grant no. 2015202674.