Papel da autofagia na disfunção microvascular do diabetes tipo 2

É geralmente aceito que a disfunção endotelial precede a doença cardiovascular evidente e é um evento fundamental no desenvolvimento da aterosclerose. A função endotelial é frequentemente avaliada por dilatação mediada por fluxo (FMD), uma resposta fisiológica ao estresse de cisalhamento ao longo do endotélio que provoca vasodilatação por meio da liberação de óxido nítrico (NO) em vasos sanguíneos grandes e pequenos. Na presença de Doença Arterial Coronariana (DAC), a produção de NO é reduzida e a FMD é diminuída nas artérias de conduto. Entretanto, na microcirculação, a DFM é preservada, mas há um deslocamento compensatório do NO para o peróxido de hidrogênio (H2O2) como mediador dessa dilatação. O laboratório dos investigadores identificou anteriormente várias vias de sinalização, incluindo a autofagia, que estão envolvidas na regulação da mudança no mecanismo de dilatação de NO para H2O2 utilizando preparações de arteríolas isoladas ex vivo em CAD. Neste estudo, os pesquisadores exploram o possível papel da autofagia como mecanismo pelo qual essa troca ocorre em uma população com risco de doença cardiovascular. Macroautofagia (referida como autofagia daqui para frente) é um processo escalável projetado para reciclar organelas danificadas por meio de hidrolases ácidas em lisossomos para manter a homeostase. A justificativa para examinar um papel para a autofagia decorre de dados em células endoteliais cultivadas, mostrando que a autofagia pode regular a biodisponibilidade de NO e a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS). A inibição das principais proteínas da autofagia diminui a produção de NO e aumenta as células endoteliais ROS expostas ao estresse de cisalhamento, marcadores de aumento da autofagia, juntamente com um aumento na produção de NO. Os pesquisadores demonstraram recentemente que o fluxo autofágico é reprimido em resposta ao estresse de cisalhamento nas arteríolas de pacientes com DAC em comparação com controles saudáveis. Essa redução associada à doença no fluxo autofágico aumenta a liberação de H2O2 da mitocôndria em resposta ao estresse de cisalhamento. A ativação ou repressão da autofagia em DAC e arteríolas saudáveis, respectivamente, muda o mecanismo de dilatação (a ativação em CAD muda para NO; a repressão em controles saudáveis ​​muda para H2O2). Coletivamente, o fluxo autofágico microvascular desempenha um papel fundamental na integração de sinais celulares no endotélio para regular a saúde microvascular e funcionar em resposta ao estresse de cisalhamento em doenças cardiovasculares evidentes. Os mecanismos celulares primários para esta mudança patológica no mecanismo vasodilatador e sua relevância em outras populações de risco (por exemplo, diabetes mellitus tipo 2; DM2) permanecem obscuros.

Hiperglicemia, Diabetes Mellitus Tipo 2 e Função Microvascular O DM2, uma doença metabólica crônica, é um fator de risco independente para doença cardiovascular. A hiperglicemia é uma característica do DM2, e tanto o DM2 quanto a hiperglicemia estão independentemente ligados à disfunção endotelial. Embora a hiperglicemia no DM2 seja frequentemente bem controlada com medicamentos, as consequências microvasculares prejudiciais, como a neuropatia diabética e a cardiomiopatia, persistem, e os indivíduos com DM2 demonstram dilatação dependente do endotélio microvascular reduzida. Embora a interrogação ex vivo dos mecanismos vasodilatadores forneça uma visão mecanicista do controle microvascular, a falta de tradução para modelos in vivo representa uma grande lacuna no conhecimento. Os pesquisadores criaram uma estratégia de pesquisa para estudar diretamente e preencher essa lacuna de pesquisa, respondendo a perguntas-chave sobre a alteração nos mediadores endoteliais que ocorre com a doença cardiovascular no tecido humano. A exposição ao DM2 e à alta glicose (HG) está associada à redução da função endotelial microvascular cutânea ex vivo e in vivo. No entanto, o mecanismo pelo qual essa redução ocorre não é claro. Além disso, não se sabe se a exposição isolada à glicose alta ou a presença de DM2 está associada a uma mudança no mecanismo de dilatação microvascular para o estresse de cisalhamento. Compreender e traduzir resultados ex vivo para configurações in vivo fornecerá informações sobre a patologia da doença e novas abordagens para melhorar a disfunção microvascular do DM2.

Considerando a importante ligação entre a disfunção microvascular induzida por DM2/HG e o risco de eventos cardiovasculares futuros, a estimulação do fluxo autofágico pode aumentar ou preservar o NO disponível, exercendo efeitos benéficos na função microvascular em pacientes com DM2 e em resposta ao HG. O objetivo desta proposta é investigar o papel fundamental da autofagia na contribuição para a disfunção microvascular do DM2 de maneira abrangente. Os resultados deste estudo podem informar a compreensão mecanística da progressão da doença microvascular no DM2.

Objetivo: Estabelecer um papel mecanicista para o fluxo autofágico na contribuição para a disfunção microvascular associada ao DM2 in vivo, utilizando a microcirculação cutânea humana como um novo modelo translacional.

Hipótese 1: A ativação do fluxo autofágico com trealose por 2 semanas em indivíduos com DM2 aumenta a dilatação cutânea para agonistas farmacológicos dependentes do endotélio (microdiálise) e hiperemia térmica local.

Hipótese 2: A exposição ao HG (provocação oral com glicose) em adultos saudáveis ​​reduz a dilatação cutânea a agonistas farmacológicos dependentes do endotélio e a hiperemia térmica local.