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ACTUALIDAD
Programación
epigenética
placentaria
en
restricción
del
crecimiento
intrauterino
夽
Paola
Casanello
a,b,∗,
José
A.
Castro-Rodríguez
b,
Ricardo
Uauy
by
Bernardo
J.
Krause
baDivisióndeObstetriciayGinecología,FacultaddeMedicina,PontificiaUniversidadCatólicadeChile,Santiago,Chile bDivisióndePediatría,FacultaddeMedicina,PontificiaUniversidadCatólicadeChile,Santiago,Chile
Recibidoel19deabrilde2016;aceptadoel28deabrilde2016 DisponibleenInternetel18demayode2016
PALABRASCLAVE Restriccióndel crecimiento intrauterino; Placenta; Óxidonítrico; Epigenética
Resumen Larestriccióndelcrecimientointrauterino(RCIU)esunaenfermedadperinatalque afectalatrayectoriadecrecimientofetal,llegandoaestarbajoelpercentil10delpeso espe-radoparalaedadgestacional.Estacondiciónsehaasociadoconunmayorriesgocardiovascular, metabólicoydeobesidadenlavidaposnatal.Juntoconelloseobservancambiosimportantes enlafunciónplacentaria,yparticularmenteenunamoléculaclaveenestaregulación,quees elóxidonítrico.Lasíntesisdelóxidonítricopresentanumerososmecanismosdecontrol,así comodecompetenciaporsusustratocomún,elaminoácidoL-arginina,conlaarginasa.Esta competenciaquedademanifiestoendiversasenfermedadesvasculares,yparticularmenteen elendoteliodelosvasosumbilicalesdefetosconRCIU.Juntoconellosepuedeobservaruna regulaciónanivelepigenético,dondelametilaciónenregionesespecíficasdelospromotores dealgunosgenes,comoeldelasintasadelóxidonítricoregulansuexpresión.Esdegraninterés enlaactualidadconocerlosmecanismosporloscualesenfermedadescomolaRCIUpudieran estarcondicionadasparticularmente porcondiciones nutricionalesy metabólicasmaternasy losmecanismosepigenéticosquepudieransereventualmentemodificablesy,portanto,foco deinterésparaintervencionesensalud.
©2016SociedadChilenadePediatr´ıa.PublicadoporElsevierEspa˜na,S.L.U.Esteesunart´ıculo OpenAccessbajolaCCBY-NC-NDlicencia(http://creativecommons.org/licencias/by-nc-nd/4. 0/). KEYWORDS Intrauterinegrowth restriction; Placenta; Nitricoxide; Epigenetics
Placentalepigeneticprogramminginintrauterinegrowthrestriction(IUGR)
Abstract Intrauterine growth restriction (IUGR) is a perinatal condition affecting foetal growth,withunderthe10thpercentileoftheweightcurveexpectedforgestationalage.This condition hasbeenassociated withhigher cardiovascularandmetabolic riskandpost-natal obesity.Therearealsomajorchangesinplacentalfunction,andparticularlyinakeymolecule
夽 EstaActualidadformapartedeunciclode5actualidadesconsecutivassobreeltemadeepigenética,aserpublicadasenlosnúmeros
de1a5,Vol.87delaRevistaChilenadePediatría2016.
∗Autorparacorrespondencia.
Correoelectrónico:pcasane@uc.cl(P.Casanello). http://dx.doi.org/10.1016/j.rchipe.2016.04.009
0370-4106/©2016SociedadChilenadePediatr´ıa.PublicadoporElsevierEspa˜na,S.L.U.Esteesunart´ıculoOpenAccessbajolaCCBY-NC-ND licencia(http://creativecommons.org/licencias/by-nc-nd/4.0/).
inthisregulation,nitricoxide.Thesynthesisofnitricoxidehasnumerouscontrolmechanisms andcompetition witharginase for theircommon substrate,theaminoacidL-arginine.This competitionisreflectedinvariousvasculardiseasesandparticularlyintheendotheliumofthe umbilicalvesselsofbabieswithIUGR.Alongwiththis,thereisregulationattheepigeneticlevel, wheremethylationinspecificregionsofsomegenepromoters,suchasthenitricoxidesynthase, regulating their expression.It iscurrently of greatinterest tounderstand the mechanisms bywhichdiseasessuchasIUGRmaybeconditioned,particularlybymaternalnutritionaland metabolicconditions,andepigeneticmechanismsthatcouldeventuallybemodifiable,andthus afocusofinterestforhealthinterventions.
©2016SociedadChilenadePediatr´ıa.PublishedbyElsevierEspa˜na,S.L.U.Thisisanopenaccess articleundertheCCBY-NC-NDlicense(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
Programación
intrauterina
Laasociaciónentrelosestímulosambientalesqueocurren durante el desarrollo embrionarioy fetalyla salud en la vidaadultahapasadoaserunafuentedeexplicaciónpara laelevadaprevalenciadeenfermedadescrónicasno trans-misibles (por ejemplo obesidad, diabetes, dislipidemia e hipertensión). Estudios epidemiológicosen losa˜nos 80 en elReinoUnidomostraronunaimportantecorrelaciónentre los resultados perinatales (por ejemplo peso al nacer y ganancia de peso posnatal) con un aumentode riesgo de desarrollarenfermedadcardiovascular,intoleranciaala glu-cosaydiabetestipo21.Apartirdeestasobservacionesun importante número de estudios donde se usaron modelos animalesparasimularcondicionesdedéficitdenutrientes durante la gestación,han evidenciado losefectos deleté-reosdelamalnutriciónmaterna,ladisfunciónplacentaria, lahipoxiayotrosfactores(estoes:tabaco,contaminantes ambientales,etc.)sobreeldesarrollotempranoysus conse-cuenciassobrelasaludenlavidaadulta2.Cabedestacarque comoperíododedesarrollotempranonosoloseconsidera elperiodointrauterino,sinotambiénelperiodo periconcep-cional y la vida posnatal. Es así que el concepto original «programaciónfetal»acu˜nadoporelDr.DavidBarker (ori-ginalmentedenominadohipótesisdeBarker)esllamadoen laactualidad«origentempranodelasaludyenfermedad» o en inglés Developmental Origins ofHealth and Disease
(DOHaD), y para losfines de esta revisión se denominará programaciónintrauterina(fig.1).
La programación intrauterina puede ser considerada como el establecimiento de una respuesta alterada a nivel celular o sistémico, como el resultado de un estí-mulo anormal que ocurre en un momento del desarrollo (periodopericoncepcional,embrionario,fetaloposnatal)3. Estosestímulosanormalesinducencambiosfisiológicos feta-les, los cuales son considerados respuestas adaptativas que le permiten al sujeto enfrentar posibles condiciones ambientales en el momento de nacer4. La persistencia y reproducibilidaddelosfenotiposcardiometabólicos induci-dosporcondicionesadversasdurantelavidaperinatalhan permitido evidenciarque habríamecanismos epigenéticos que participarían en esta programación a nivel celular5. Existe creciente evidencia que destaca la presencia de marcadoresepigenéticos engenescuyatranscripciónestá alterada(reguladapositivaonegativamente)ensujetoscon intoleranciaalaglucosaydiabetestipo26.Noexisteenla
Crecimiento fetal alterado
(Redistribución de flujos en la circulación sistémica fetal, RCIU) Ambiente Intrauterino alterado (Disfunción placentaria, hipoxia fetal crónica)
Cambios en la estructura de la cromatina (Metilación del ADN y modificaciones postraduccionales de histonas)
Alteración en la unión de factores de transcripción (HIF, Nrf2, NF-κB)
Programación Intrauterina de la respuesta vascular a la hipoxia
Figura1 Propuestadelaprogramaciónepigenéticadela fun-ción vascular en la RCIU. Se propone que, en un ambiente intrauterinoalterado,quecursa conalteraciónenla función placentariaehipoxiafetalcrónica,elfetoresponde redistribu-yendosusflujossistémicosylimitandoelcrecimientofetal.En estascondicionessehavistoqueexistencambiosenla estruc-turadelacromatinaquealteranlaexpresióndegenesclave paralafunción vascular.Estoscambiosdeterminanla flexibi-lidadfenotípicadeestostiposcelularesquecondicionaríanla capacidadderespuestaaunanoxaposnatal,comolahipoxia.
actualidadmuchos grupos, aparte delnuestro, que hayan contribuidocon evidenciade laprogramación epigenética a nivel vascular secundario a un ambiente intrauterino adverso7,apesardelaltoimpactodelosprocesos epigené-ticoseneldesarrollovascular,sufisiologíayfisiopatología8. Laprogramaciónintrauterinasehaasociadoalbajopeso de nacimiento, particularmente la restricción del creci-mientointrauterino (RCIU).La RCIUse definecomo aquel fetoque no alcanzasu potencial de crecimiento, y clíni-camentesediagnosticacuandoelpeso estimadofetalcae bajoelpercentil10paralaedadgestacional,deacuerdoa
lacurvadereferencia nacional9.Sinembargo,enlos últi-mosa˜nossehahechounesfuerzoporafinarestadefinición, considerando la influencia en la salud materna pregesta-cionalygestacional,el crecimientopotencial delfetopor etnicidad,lafunciónplacentariayotrosfactoresque afec-taneltama˜nofetal10.Comofactor independiente,el bajo pesoalnacer,queenChilealcanzael 3-10%delosrecién nacidos11, se asocia a un aumento en la tasa de morbi-mortalidadperinatal12.LaetiologíadelaRCIUsiguesiendo desconocida,sinembargoexistendeterminantesmaternos, fetales y placentarios entrelos cuales destaca la malnu-trición materna, el tabaquismo, el estrés y la disfunción vascularplacentaria13.LaRCIUnotienesoloefectos dele-téreos sobrela salud perinatal,sino que particularmente aumentaelriesgodeenfermedadescrónicasno transmisi-blesenlaadultez14.
El patrón de crecimiento fetales determinado por las condiciones de salud materna y la función placentaria. La placenta es el órgano principal encargado de perci-bir las se˜nales maternas y ambientales y se˜naliza hacia el feto liberando factores de crecimiento y regulando la disponibilidadde nutrientes15.Tan prontocomo ocurre la concepción,lanutriciónmaternaylahipoxiaalaqueestá expuestaelblastocistoregulansucrecimiento,limitandoel númerodecélulasdeltrofoblastoyeldesarrollo placenta-rioposterior16.Enestecontextoeldesarrolloyfunciónde laplacenta,comoórganoclaveeneltransportede nutrien-tesyoxígenoalfetoendesarrollo,yeltransporteinverso delosdesechos metabólicoshacialacirculaciónmaterna, seconvierten enunaspectocentralparael crecimientoy desarrollofetal normalcon importantesconsecuencias en laedadadulta.
Función
placentaria
en
restricción
del
crecimiento
intrauterino
Durante la gestación una adecuada función placentaria representaunfactor crucial parael desarrollofetal17. De hecho, la disfunción placentaria representa la principal causaderestricción delcrecimientofetal18, parto prema-turoypreeclampsia,entreotrasenfermedadesperinatales. Enlamedidaqueelembarazoavanzaocurreunconstante ajuste en el flujo sanguíneohacia la placenta, con el fin degarantizar unadecuadocrecimientofetal19. La estruc-turavascular delaplacentarepresentaunacirculaciónde bajapresión yalto flujo,cuyo principalpunto de regula-ciónesellechoarterialcoriónico20.Lamayor partedela biologíacelularymolecular,asícomolafisiologíadel endo-telioplacentariosehaestudiadoenlavenaumbilical,que transportalasangrearterialdesdelaplacentahaciaelfeto. Sinembargo, el lecho placentario arterial es el principal sistemacomprometidoenlaregulacióndelíndicede inter-cambiovellosoylaresistenciavascularasociadaadisfunción placentaria21.Además, lafunciónanormaldelosvasosde resistenciaplacentariaseasociaconunaalteradaestructura yfuncióndelosvasosumbilicales,haciéndoseclínicamente evidente en las arterias umbilicales22. Por consiguiente, sería interesante estudiar los mecanismos de regulación involucradosenlaprogramaciónintrauterinadelendotelio delaarteriaumbilicalycoriónicaencondicionesperinatales asociadosaladisfunciónplacentaria.
Debidoa la falta de inervación de la placenta, facto-reshormonalesylocales,comolosderivadosdeendotelio, ejercenuncontrolefectivo sobreeltonovascular local20. El vasodilatador claveenel lecho vascular placentarioes el óxido nítrico (NO), un radical libre sintetizado princi-palmente por la sintasa del NO endotelial (eNOS), cuya actividadseincrementaenrespuestaaestréstangencialy, enmenorgrado,pormoléculasvasoactivascomoelpéptido relacionadoconelgendelacalcitonina23.Elflujosanguíneo feto-placentarioesesencialparaelintercambiode nutrien-tesentrelamadreyelfetoencrecimiento,paralocualla regulacióndelareactividadvasculardearteriasyvenasde laplaca coriónicasondelamayor importancia24.Ellecho vascular placentario es muy distinto al de otras circula-ciones sistémicas, nosolo en su estructura25, la carencia deinervación, sinotambiénensucapacidadderespuesta a agentes vasoactivos exógenos. Evidencias experimenta-les provenientes de cotiledones placentarios perfundidos demuestranelimportantepapeldelNOenel lecho vascu-lar placentario, donde la inhibición del NO conduce a unaumentodeltono vascular placentario24. Sinembargo, las venas y arterias de placa coriónica responden mal a agonistas clásicos dependientes de endotelio, tales como la acetilcolina y la bradiquinina, y presentan respuestas mínimasahistamina20.Esasícomoexisteunafuerte depen-denciade lavasodilatación mediada porflujoenel lecho vascular placentario26. El flujosanguíneo a travésde una arteriaproduceestréstangencialsobreelendotelio, cono-cida como estrésde roce. Esto conducea la fosforilación delaproteínaeNOS enresiduos activadores,promoviendo lasíntesisseNO,yenellargoplazoaunamayorexpresión delaeNOS atravésdelaactivacióndefactores de trans-cripciónqueseunenaunelementoderespuestaalestrés tangencialenlaregiónpromotoradelgendeeNOS27,28.
Losdatosclínicoshandemostradoqueenembarazoscon RCIU la función vascular placentaria está deteriorada: el flujo placentarioestá disminuido y existe unaumento en laresistenciavascularenlasarteriasumbilicales29.Eneste contextoloscultivosprimariosdecélulasendotelialesdela venaumbilical(HUVEC),derivadasdefetosconRCIU, pre-sentanunaexpresiónalteradadeproteínasrelacionadascon lavíaL-arginina/NO.HUVECdeRCIUpresentanbaja expre-siónyactividaddeeNOSydeltransportadordeaminoácidos catiónicos-1 (hCAT1)30,31. Este patrón de expresión puede serinducidoexponiendoHUVECdegestacionesnormalesa hipoxiaexperimental(2%deO2).Nuestrogrupohamostrado queenelendotelioderivadodearteriascoriónicasy umbi-licales sepuede observarademáscambiosenlarespuesta vasodilatadoraaagonistasdependientesdelendotelio32.
Regulación
de
la
síntesis
de
óxido
nítrico
El óxido nítrico es una de las moléculas de se˜nalización más pleiotrópicas a nivel sistémico y celular; participa en laregulación deltono vascular, neurotransmisión, res-puestainmune,respiracióncelular,proliferación,apoptosis yenlaexpresión degenes33.Estosefectos sonaltamente dependientes de la concentración de NO y, por lo tanto, fuertementerelacionadosconlaregulacióndelaactividad delaNOS34.Estamoléculadese˜nalizaciónesgeneradaporla oxidacióndelaminoácidocatiónicoL-argininaaL-citrulina
yNOenunareacción que requierecofactores talescomo calmodulina,NADPH,FAD,FMNytetrahidrobiopterina.Esta reacción es catalizada porla familia de las NOS codifica-das por3 genes diferentes, cuyasproteínas comparten∼ 60%deidentidad.LafuenteprincipaldeNOanivelvascular eslaeNOS,cuyaactividadestáreguladaporinteracciones proteína-proteína,ubicacióncelular,modificaciones postra-duccionales yla disponibilidaddesustrato ycofactores35. Todosestosmecanismosseproducendemaneraconcertada generandorespuestasmediadasporNOaestímulos especí-ficos.
Fosforilacióndesintasasdeóxidonítricoendotelial
LasmodificacionespostraduccionalesdelaeNOS represen-tanunodelosmásimportantesmecanismosderegulación de estaenzima. La eNOS puede serfosforilada en4 resi-duosdeserina(Ser 114,615, 635y1177)y2 detreonina (Thr 81 y 495). El estado de fosforilación de estos sitios esbajocontroldelasproteinquinasasAMPK,CAMKII,PKA, AktyPKC,ydelasfosfatasasPP2AyPP2B,queseregulan enrespuestaaestréstangencial,insulina,péptido relacio-nadoconelgendelacalcitoninayVEGF35.Cabemencionar que la fosforilación en Thr-495 y Ser-1177 son las modi-ficaciones postraduccionales más importantes, induciendo inhibicióndeeNOSalargoplazo36osuactivación37, respec-tivamente.Estudiosiniciales sugirieronquelalocalización de eNOS regula fuertemente su actividad permitiendo el acceso a diferentes«poolsdeL-arginina»38.Sinembargo, Boo etal.39 mostraron que las fosforilaciones activadoras deeNOS aumentanla síntesis deNOindependientemente delalocalizacióncelular.Alparecer,dirigirlaeNOSa dife-rentes compartimentos celulares controlaría el acceso de lasquinasasyfosfatasasqueregulanlaeNOSyquepueden activarlaenzimadeunmodoindependientedecalcio40,41. Enconjunto estosresultadosdemuestranqueelestadode fosforilacióndeeNOSpuedereflejarlaactividadinvivode estaenzima.
Arginasa-2,unaenzimaquecontrarresta
laactividaddesintasadelóxidonítricoendotelial
Como se mencionó anteriormente, la actividad de eNOS dependeengranmedidadeladisponibilidaddesusustrato L-arginina. Las enzimas relacionadas con el metabolismo de este aminoácido, como las arginasas, han aparecido en la última década como factores determinantes que podrían regular la síntesis de NOpor el endotelio modu-lando la función vascular42. Se han descrito 2 isoformas de arginasas, arginasa-1 y -2, que catalizan la conver-siónde L-arginina aL-ornitina yurea.La arginasa-2es la isoformaprincipalexpresadaenratónyencélulas endote-lialeshumanasdevarios lechosvasculares,incluyendo los vasosumbilicales43,44,mientrasquelaarginasa-1seexpresa en el endotelio de la rata. Su expresión es inducida por hipoxia43,45, una condición asociada a enfermedades del embarazotalescomolaRCIUypreeclampsia46.Sinembargo, nosehadescritosiarginasa-2desempe˜naunpapel fisioló-gicoenlamodulacióndelasíntesisdeNOporelendotelio enlamicrocirculaciónplacentaria.Dadoqueunaumentoen laactividaddearginasacontrarrestalaactividaddeeNOS,y
laactividadcatalíticamáxima(Vmax/Km)delasarginasases mayorquelosvaloresreportadosparaeNOS,sehaafirmado quelasíntesisdeNOestálimitadaporprivacióndesustrato cuandoaumentalaactividady/oexpresióndelasarginasas mediantelallamadaregulaciónrecíprocaeNOS-arginasa42. Existecontundenteycrecienteevidenciaquemuestraque laexpresióndearginasa-2puedetenerunimpactosobrela reactividadvascular,yenarteriascoriónicasdeplacentasde RCIUseobservaunaumentoeneltonovascularyunamenor vasorrelajaciónen respuestaa estímulos dependientesde endotelio,unmecanismoenelqueparticipaarginasa-232.
Participación
de
la
hipoxia
en
la
disfunción
placentaria-umbilical
en
restricción
del
crecimiento
intrauterino
La hipoxia y el estrés oxidativo son estímulos que están interrelacionados y controlan el desarrollo embrionario y fetal,lafunciónplacentariaylafisiologíavascular.LaRCIU secaracterizaporhipoxiacrónicafeto-placentariayestrés oxidativo, los cuales conducen a disfunción vascular pla-centaria y a programación intrauterina de enfermedades vascularesymetabólicas47.Lahipoxiaesunfactor impor-tante que regula el desarrollo placentario estimulandola invasióndeltrofoblasto yla diferenciación, la angiogéne-sisylavasculogénesis48.Elmecanismocelulargatilladopor la hipoxiaincluye la acumulación de factor inducible por hipoxia(HIF)-1␣o2␣,queconstantementesondegradados ennormoxiaylatranslocacióndelosheterodímerosdeHIF (HIF-1␣/HIF-1oHIF-2␣/HIF-1)alnúcleo,activandogenes específicosparahacerfrentealadeficienciadeoxígeno49. La activación de la expresión génica por hipoxia se pro-ducea través de la unión delos heterodímeros deHIF a unasecuenciaconsensoenlaregiónpromotoradeestos lla-madaelementoderespuestaahipoxia(HRE),caracterizado por una alta presencia de dinucleótidos CpG49, determi-nandoquelaunióndeheterodímerosdeHIFalADNpodría estarsujetaalametilacióndelADN50.Apesarquela hipo-xiaagudaestárelacionadaconeldesarrolloembrionarioy vascularplacentariotemprano,lahipoxiacrónicaseasocia amenor desarrollofetalyplacentario13.Enelembriónde ratónlamayorse˜nalizaciónporhipoxia,atravésdeHIF-␣, induceundesarrollo defectuosode lasvellosidades corió-nicasydellechovascularplacentario51.Porotraparte,la hipoxiaprolongadatambiénestárelacionadaconapoptosis delas células endoteliales,que seproducepor la activa-cióndep5352 ydelfactornuclearB(NFB)53. Lahipoxia crónicaregula,enel largoplazo,la expresióndeenzimas relacionadasconlavíaL-arginina/NOencélulas endotelia-lesdediferenteslechosvasculares,incluyendolaplacenta. Célulasendotelialesdelavenaumbilical(HUVEC)normales, expuestasahipoxia,presentanunareducciónenla expre-sióndeeNOS yCAT-131, pero mayorexpresión yactividad deiNOS54,mientrasquelasHUVECIUGRmuestranun feno-tipopersistentesimilarahipoxia,inclusodespuésdevarios díasde cultivo ennormoxia31. Giannubiloet al.55 demos-traronenplacentaRCIU unacorrelaciónnegativaentrela expresióndeeNOSyelíndicedepulsatilidaddelaarteria umbilical,mientrasqueestemismoparámetro se correla-cionópositivamenteconlaexpresióndeiNOS.Estosdatos refuerzan que la sobreexpresión iNOS está implicada en
ladisfunción vascularplacentaria,comosehademostrado enotros lechos vasculares. Cabe destacarque en HUVEC provenientesdegestacionesquecursaroncondiabetes ges-tacionalsehadescritounamayorexpresiónylaactividadde eNOS56,sinembargounaumentoenlaexpresión/actividad deeNOSnoserelacionanecesariamenteconunamejor fun-ciónvascular,especialmenteenunacondiciónquecursacon unaumento enlos nivelesde estrés oxidativo57. Por otra parte,laexpresióndelaarginasa-2esmayorenlascélulas endotelialesplacentariasdepacientescon preeclampsia58 yenHUVECdeRCIU59,yesinducidoporhipoxiaenHUVEC normales45.
Mecanismos
epigenéticos
La epigenética puede considerarse como «un mecanismo basado en cromosoma que cambia la plasticidad fenotí-pica de una célula u organismo»60. Está claro que los mecanismos epigenéticos desempe˜nan un papel clave en eldesarrollo,nosolocontrolandoladiferenciacióncelular, sinoquepuedengrabarse˜nalesambientalesbajo condicio-nesfisiológicas8ypatológicas61.Alafechalosmecanismos epigenéticosincluyenlametilacióndelADN,modificaciones postraduccionalesdelashistonas(acetilación, metilación, fosforilación, ubiquitinación y la sumoilación), modifica-ciones de la cromatina dependiente de ATP y ARN no codificantes.Estasmodificacionessoncontroladaspor acti-vidades enzimáticas gatilladas en respuesta a diversos estímulosquedeterminanlafisiologíacelularalargoplazo. Paraunarevisióncompletadelosmecanismosepigenéticos sesugiererevisarelprimerartículodeestaserieporKrause etal.62.
Epigenética
en
la
fisiología
endotelial
Existelimitadaevidenciadelaexistenciadeuna programa-ciónepigenética de lafisiología cardiovasculardurante la gestación.Porotraparte,sehamostradoqueeldesarrollo vascularyladiferenciaciónyfunciónendotelialrequieren unfinocalibreepigenético.Lasprimerasetapasde desarro-llo vascular están determinadas por factores genéticos63; sin embargo, en una segunda etapa la estructura de los vasossanguíneos,suidentidadyfunciónestánfuertemente influenciadas por factores hemodinámicos e hipoxia64,65, destacando el papel de los mecanismos epigenéticos que podríandarcuentadeltranscriptomayproteomavascular. Las células endoteliales expresan varias proteínas célula-específicaesencialesparasufunciónfisiológica,comoeNOS, el receptor 1 delfactor de crecimientoendotelial vascu-lar 1 y el 2, y el factor von Willebrand, Tie1 y 2, entre otros. En contraste con la visión clásica que los genes específicos para cierto tipo celular estarían bajo el con-troldefactoresdetranscripciónespecíficosdeesascélulas, las regiones promotoras degenes endotelialesespecíficos responden a factores de transcripción ubicuos, como las familias Sp y familias de Ets, GATA-2, AP-1 y proteínas octámeras. Por otra parte, los factores de transcripción endotelialesespecíficoscomoKLF2yHoxA9noexplicanpor símismos losniveles deexpresión deproteínas presentes enestetipocelular66,porloquesehasugeridola presen-ciadeun«códigoepigenético»que regularíalaexpresión
degenescrucialesparalafunciónendotelial67.Los meca-nismosepigenéticossoncrucialesparaeldesarrollonormal ylaplasticidaddelascélulasendoteliales.Laactividadde las deacetilasas de histonas (HDAC)median la angiogéne-sisenrespuestaahipoxia,elestrésderocetangencialyla diferenciacióndecélulastroncalesporVEGFysuinhibición impide larespuesta proliferativa aVEGF.Además, la ace-tilacióndehistonascontrolalaexpresióndevWF,NOTCH4 yeNOS60,65.Porotraparte,unaelevacióntransitoriaenlos nivelesdeD-glucosapuedegenerarcambiosepigenéticosen cultivosdecélulasendotelialesderatón,relacionadascon la sobreexpresiónde moléculasproinflamatorias yNfkB68. Sehaestudiadolapresenciademarcasepigenéticasenla regiónpromotoradelgenenosencélulasendotelialesyno endoteliales. Estosestudios hanmostrado que las células endotelialestienenun patróndistintivode metilacióndel ADN y de modificaciones postraduccionales de histonas66 que seasemejana la diferenciaciónendotelial decélulas embrionariashumanas69.Fishetal.demostraronquela dis-minuida expresión deeNOS enHUVECexpuesto a hipoxia escontroladaporlasobreexpresióndeunARNnatural cis-antisentidonocodificantellamadosONE70,yencambioen lasmodificacionespostraduccionalesdelashistonas,lasque ocurrenespecíficamenteenelpromotordeeNOS71.En con-junto,estosdatosdemuestranquelaexpresiónespecíficade eNOSenlascélulasendotelialesescontroladopormúltiples mecanismosepigenéticos.
Regulación
epigenética
de
genes
relacionados
con
la
vía
L-arginina/óxido
nítrico
Comosedijoanteriormente,laexpresióndeproteínas rela-cionadas con la vía L-arginina/NO encélulas endoteliales está fuertemente influenciada por hipoxia y estrés oxi-dativo, que desempe˜nan un papel clave en la disfunción vascularplacentariaysistémica23,31,32.Larespuestacelular aestosestímulosestámediada,enparte,porlaactivación deHIF,NFByNRF2,quetranslocanalnúcleoyseunena suselementosderespuestaconsensosituadosenlas regio-nespromotorasdegenesespecíficos.Cabedestacarqueel motivo canónico presente en los elementos de respuesta para estos 3 factores de transcripción son secuencias de ADNricasenCpG,porlotanto,esconcebibleproponerque elestatusdemetilacióndelADNesunfactor críticoenla regulacióndelarespuestaahipoxiayestrésoxidativo.
Además,debidoalainteracciónentrelametilacióndel ADN y las modificaciones postraduccionales de las histo-nas, nose puededescartar el papel de estasúltimas. De hecho, la transcripciónactivade eritropoyetina por HIF72 y de iNOS73 por NFB se relacionan inversamente con el estadodelametilacióndelasCpGensuselementosde res-puestaespecíficos.Los bajosnivelesdeexpresióndeiNOS enHUVECnormalesestándeterminadosporlaaltatasade metilacióndeCpG,juntoconmodificaciones postraduccio-nalesdehistonasrepresivosenlaregiónpromotoradeeste gen74.Hay escasainformaciónsobreelpapeldeuna regu-lación epigenéticaen laexpresiónde eNOS, arginasa-27 y genes derespuestaal estrésoxidativo enendotelio umbi-lical/placentarionormal.Siestosmecanismosepigenéticos participanenlaprogramaciónintrauterinadelafunción vas-cularenfetosconpatronesdecrecimientoanormales,como
RCIU,noseconoceenlaactualidad.Conocerconmás deta-llecómolosmecanismosepigenéticosestánparticipandoen laprogramaciónvasculartempranaencondiciones perinata-lescomolaRCIUabriríalaoportunidaddehacerprevención ydiagnósticostempranos,reduciendoelriesgo cardiovascu-larensujetosvulnerables75.
Epigenética
y
restricción
del
crecimiento
intrauterino
Diversos estudios han mostrado expresión diferencial de marcasepigenéticasenRCIU,tantoenlaplacenta76,células progenitoras/troncaleshematopoiéticasCD24+77,músculo esqueléticoehígado78,entreotros.
Particularinteréstienenlosestudiosquesehanrealizado enla cohorte desujetos quefueron expuestos in utero a restricción calórica de sus madres durante el invierno de 1944-1945, conocida como la cohorte de la hambruna de Holanda79.
Estebloqueopolítico,ejercidoatravésdelarestricción enelaccesoaalimentosdeHolandaporelgobiernoalemán, duró6meses,loscualesafectaronamujeresendiversas eta-pasdesusembarazos,algunasenlaprimeramitadyotrasen lasegundamitaddelagestación.Lasúltimastuvieronhijos quepesaronentre400-500gmenosalnacer,lasprimeras,sin embargo,notuvieronefectosimportantesenelpeso,pero sehandescritosignificativosefectossobrelametilaciónde factordecrecimientosímilainsulina,queesdeterminante paraelcrecimientofetalydelaplacenta,yquetieneuna impronta materna que presenta cambios significativos en su estado de metilación, y este cambio persiste hasta la edadadulta.Másestudiosprospectivossonrequeridospara limpiar variables que sin lugar a dudas son confundentes en estosestudios, como son el estrés físico ypsicológico materno, la actividad física y la respuesta al frío, entre otros.Adicionalmenteseráinteresanteestudiarestetipode variablesenlascondicionessociodemográficaspresentesen nuestropaís,comoeslaobesidadmaternapregestacional, laexcesivagananciadepeso durantelagestación,labaja ingestadepescado(portanto,deácidosgrasosesenciales), elsedentarismo,elestrés,etc.
Financiación
Financiado por Fondecyt Regular 1120928 (PC), 1141195 (JAC),1130277(RU)y1130801(BJK).
Conflicto
de
intereses
Losautoresdeclarannotenerningúnconflictodeintereses.
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