RESUMEN

Los inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (IECA) y, más recientemente, los antagonistas del receptor de angiotensina (ARA) han demostrado evitar la progresión de la nefropatía en múltiples formas de enfermedad renal clínica y experimental. El efecto protector renal no pudo ser enteramente explicado por la mejoría hemodinámica en la presión arterial sistémica o glomerular. Con la finalidad de evaluar la posibilidad de que los IECA directamente atenúan la injuria renal a través del antagonismo del sistema renina-angiotensina intrarrenal, evaluamos el efecto del enalaprilato en un modelo in vitro de nefropatía -nefrotoxicidad por ciclosporina. Mediante la determinación de los parámetros de toxicidad por ciclosporina (CyA) en cultivos primarios de células humanas de túbulos proximales (PTC) y fibroblastos de la corteza renal (CF) y de la intervención con IECA pudimos separar las acciones directas del fármaco del potencial efecto secundario hormonal y neural como así también de las influencias hemodinámicas que participan in vivo. Mostramos que los IECA reducen el nivel intersticial de angiotensina II en nuestro modelo y que evitan la acción fibrogénica de la CyA. Los hallazgos brindan evidencia categórica de que las propiedades no hemodinámicas y los mecanismos dependientes de la angiotensina contribuyen con la fibrosis intersticial que caracteriza a la nefropatía por CyA, bloqueada directamente por los IECA, independientemente de su efecto sobre la presión arterial.

Palabras clave: inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina, angiotensina II, antagonistas del receptor de angiotensina, insuficiencia renal crónica, ciclosporina, factor transformante de crecimiento beta.

ABSTRACT

Angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEi) and, more recently, angiotensin receptor antagonists (ATRA), have been shown to prevent progressive renal scarring and failure in numerous clinical and experimental forms of renal disease. The renoprotective effect of these agents has not been fully explained by haemodynamic improvements in systemic arterial or glomerular pressures. To examine the possibility that ACEi directly ameliorated renal injury via antagonism of the intra-renal renin-angiotensin system (RAS), we examined the effects of the ACEi, enalaprilat, in a well-validated in vitro model of nephropathy (cyclosporin nephrotoxicity).

By measuring parameters of cyclosporin A (CyA) toxicity in primary cultures of human proximal tubule cells (PTC) and renal cortical fibroblasts (CF) and then assessing the effects of intervention with ACEi on this toxicity, we were able to separate the direct actions of these drugs from the potentially confounding secondary hormonal, neural and haemodynamic influences operational in vivo. We showed that ACEi reduced interstitial angiotensin II levels in our cell culture model and significantly prevented the fibrogenic action of CyA. These findings provide convincing evidence that non-haemodynamic, angiotensin-dependent mechanisms contribute to the interstitial fibrosis characteristic of CyA nephropathy and are directly blocked by ACEi independent of their effects on blood pressure.

Key words: angiotensin converting enzyme inhibitors, angiotensin II, angiotensin receptor antagonists, chronic kidney failure, cyclosporin, transforming growth factor beta.

El bloqueo farmacológico de la angiotensina II por los inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (IECA) o los antagonistas del receptor de angiotensina (ARA) categóricamente atenúa la disfuncionalidad renal y las lesiones tubulointersticiales en un amplio grupo de modelos experimentales de enfermedad renal, como nefrectomía subtotal, diabetes inducida por estreptozotocina, obstrucción ureteral unilateral crónica, nefrosis por el aminoglucósido puromicina y nefrotoxicidad por ciclosporina A (CyA).¹ La eficacia clínica para retardar la progresión del daño renal también ha sido demostrada en pacientes con diabetes tipos 1 y 2, nefropatía por CyA y otras formas de enfermedad renal crónica no diabética.^2-5 Incialmente, los efectos beneficiosos de los IECA y los ARA se atribuyeron a la reducción de la presión arterial sistémica o glomerular. Sin embargo, también se sugirió la participación de mecanismos no hemodinámicos por la demostración del efecto favorable del bloqueo de la angiotensina II en ausencia de descenso de la presión arterial^6,7 así como también por el aparente mayor beneficio de los IECA en comparación con otros esquemas antihipertensivos, a pesar de reducciones equivalentes de la presión arterial.⁴ Otros estudios revelaron un efecto renoprotector de los IECA aun después del ajuste estadístico según la disminución de la presión arterial.^5,8 En modelos experimentales de lesión renal crónica tales como la nefropatía por CyA, numerosos estudios demostraron una clara disociación entre los parámetros hemodinámicos intrarrenales y el efecto protector del bloqueo de la angiotensina II sobre la fibrosis intersticial.^9,10 Estas acciones directas, no hemodinámicas, probablemente estén relacionadas con la inhibición de la generación local de angiotensina II porque los ARA se acompañan de beneficio equivalente o casi equivalente en la nefropatía por CyA y otros modelos experimentales de nefropatía. El tubulointersticio cortical renal es el sitio más probable del efecto directo ya que la patología de esta región es el factor predictivo más fuerte de progresión renal.¹¹ Además, se ha visto que las células de los túbulos proximales (PTC) y los fibroblastos de la corteza renal (CF) expresan todos los componentes del sistema renina-angiotensina.¹² Más aún, cuando se midieron los niveles de angiotensina II en la luz de los túbulos, se encontró que eran 1 000 veces más altos que los niveles en plasma.¹² Las observaciones sugieren la existencia de un sistema activo de renina-angiotensina que actúa en túbulos e intersticio, el cual parece estar regulado en forma independiente del eje sistémico y que potencialmente podría contribuir en la fisiopatología de la enfermedad renal crónica.

Recientemente realizamos una serie de experimentos de laboratorio usando un modelo in vitro de nefrotoxicidad por CyA que brindó la primera evidencia clara de que el efecto renoprotector de los IECA se debe, en parte, a la modulación directa del sistema renina-angiotensina local tubulointersticial.¹³ Los cultivos primarios de PTC y CF se obtuvieron de corteza renal normal y se incubaron durante 24 a 48 horas con concentraciones farmacológicamente relevantes de CyA (0 a 1 000 ng/ml) en presencia o ausencia de enalaprilato en concentración de 1 µmol/l. Este modelo de cultivo replicó los hallazgos clínicos y patológicos de la nefrotoxicidad por CyA, ya que hubo evidencia clara de vacuolización celular, alteración de la viabilidad, atrofia tubular, reducción del intercambio apical de sodio e hidrógeno y aumento de la matriz extracelular por depósito de colágeno y fibronectina^14,15 La ventaja diferencial de este sistema sobre los modelos in vivo es que permite valorar el impacto de la intervención farmacológica en ausencia de otros factores de confusión existentes en el modelo animal, como modificaciones secundarias hemodinámicas, neurales y hormonales. Además, los modelos animales disponibles de nefrotoxicidad por CyA no son enteramente satisfactorios ya que se requiere la combinación de dosis muy altas de CyA (10 a 20 mg/kg/día) y, concomitantemente, la depleción intensa de sales para la inducción de la lesión.¹⁶ En nuestros experimentos iniciales in vitro encontramos que las PTC y las CF producían cantidades apreciables de angiotensina II en condiciones iniciales y que la CyA aumentaba aún más su nivel. La observación de que la CyA activa el sistema local de renina-angiotensina está avalada por un estudio previo en 17 individuos que recibieron trasplante de riñón; en estos pacientes se constató una reducción sustancial en el número de células con expresión de renina en las biopsias que siguieron al reemplazo de CyA por azatioprina.¹⁰ Más aún, cuando agregamos enalaprilato a nuestro sistema in vitro no sólo constatamos que el IECA suprime la producción de angiotensina II sino que también inhibe marcadamente los efectos estimulatorios de la CyA sobre la secreción de colágeno y fibronectina por las CF, lo cual sugiere un efecto directo antifibrótico sobre las células intersticiales.

Como ya habíamos observado que la CyA promueve el depósito de matriz extracelular a través de la inducción de la liberación paracrina de factor estimulante de crecimiento beta (TGFß) y factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) a partir de las PTC cercanas,¹⁷ evaluamos la posibilidad de que los IECA pudieran directamente antagonizar la fibrosis intersticial mediante la modulación de la red paracrina de citoquinas inductoras de fibrosis en la corteza renal. Cuando se incorporó enalaprilato al modelo de cultivo, observamos una marcada supresión de la secreción de TGFß (inicial e inducida por CyA) por parte de las PTC. El IECA también tendió a reducir la secreción de PDGF inducida por CyA, aunque la diferencia no fue estadísticamente significativa. Los resultados sugirieron que el enalaprilato reduce la fibrogénesis tubulointersticial por acción directa sobre los CF y por la reducción en la liberación paracrina de TGFß a partir de las células tubulares circundantes.

Estudios posteriores en obstrucción ureteral unilateral, enfermedad renal hipertensiva y nefropatía diabética confirmaron los hallazgos al demostrar que la propiedad renoprotectora de los IECA está mediada por efecto directo, no hemodinámico, que incluye la liberación de TGFß (18). Más aún, otros estudios in vitro revelaron que la administración de angiotensina II estimulaba directamente la proliferación intersticial de fibroblastos y la síntesis de colágeno así como la secreción de TGFß en túbulos proximales.¹⁹ La evidencia en conjunto indica que, además del descenso de la presión arterial sistémica y glomerular, los IECA y ARA retardan la progresión de la lesión renal actuando directamente sobre el sistema local de renina-angiotensina con lo cual se revierte la fibrosis intersticial. La idea de un papel más amplio de la angiotensina II -como factor fibrogénico y péptido vasoactivo- también ha sido avalada por otros estudios realizados en corazón y lecho vascular, los cuales involucraron el efecto no hemodinámico de los IECA sobre el sistema tisular de renina-angiotensina como un factor fundamental en la prevención de la fibrosis orgánica y de la alteración funcional.²⁰ La comprensión de los mecanismos por los cuales los IECA y los ARA atenúan la progresión de la nefropatía a través de la regulación directa de la red de citoquinas y factores de crecimiento permitirá el desarrollo de drogas más específicas que tengan como blanco la actividad fibrogénica y, por lo tanto, con posibilidad de aumentar el efecto protector renal, en patologías crónicas del riñón.

RECONOCIMIENTO

Este trabajo fue financiado por la Fundación para la Investigación y Desarrollo del Hospital «Princess Alexandra» y el Consejo de Investigación Médica y Salud Nacional.