Modelos experimentales traslacionales e hipertensión pulmonar y su aplicación para desarollar nuevas estrategias diagnósticas y terapéuticas

Resumo

INTRODUCCION: La hipertensión pulmonar (HP) es una condición caracterizada por el aumento de la presión arterial pulmonar y de la resistencia vascular pulmonar asociado al deterioro progresivo de la función ventricular derecha. Se trata de un fenómeno fisiopatológico complejo, que puede presentarse de forma aislada o, más frecuentemente, asociada a múltiples enfermedades cardíacas, pulmonares o sistémicas. Hasta la fecha no se habían caracterizado con exactitud modelos en animal grande que reprodujeran los hallazgos característicos de la HP crónica avanzada en los pulmones y en el corazón derecho. Este tipo de modelos traslacionales permitiría impulsar el conocimiento sobre la fisiopatología de la HP crónica y facilitaría el desarrollo de herramientas y estrategias diagnósticas y terapéuticas. HIPOTESIS: La hipótesis de esta tesis doctoral es que es posible desarrollar nuevos modelos experimentales en cerdo, mediante su manipulación quirúrgica, que reproduzcan los hallazgos característicos de la HP crónica en humanos y que su empleo puede permitir el desarrollo y validación de nuevas estrategias diagnósticas y terapéuticas para la HP. Concretamente la RMC ofrece el potencial para la monitorización de la hemodinámica pulmonar y el diagnóstico precoz de la disfunción ventricular derecha; y los agonistas de los R􀅑3A emergen como potenciales terapias para la HP secundaria a cardiopatía izquierda. DESARROLLO y OBJETIVOS: ObJet,vo 1: Desarrollar y caracterizar un modelo experimental traslacional en animal grande de HP crónica postcapilar (HP grupo 2) generado por cerclaje del confluente venoso pulmonar inferior que sea capaz de reproducir los hallazgos característicos de la enfermedad en el árbol vascular pulmonar y en el parénquima pulmonar, así como replicar los cambios adaptativos y patológicos característicos de la enfermedad en el VD. 1.1 Caracterización hemodinámica del modelo de cerclaje del confluente venoso pulmonar inferior. .2 Caracterización de la adaptación cardíaca del modelo de cerclaje del confluente venoso pulmonar Inferior. 1.3 Caracterización histopatológica del modelo de cerclaje del confluente venoso pulmonar inferior. Objetivo 2: Desarrollar y caracterizar un modelo experimental traslacional en animal grande de HP crónica generado por cortocircuito sistémico-pulmonar (HP grupo 1) que sea capaz de reproducir los hallazgos característicos de la enfermedad en el árbol vascular pulmonar y en el parénquima pulmonar, así como replicar los cambios adaptatívos y patológicos característicos de la enfermedad en ambos ventrículos. 2.1 Caracterización hemodinámica del modelo de cortocircuito sistémico-pulmonar. 2.2 Caracterización de la adaptación cardíaca del modelo de cortocircuito sistémico- pulmonar. 2.3 Caracterización histopatológlca del modelo de cortocircuito sistémico-pulmonar. Objetivo 3: Aplicar modelos traslacionales para validar técnicas derivadas de la RMC para la cuantificación y monitorización de la RVP de forma aguda (test vasodilatador) y crónica. 3.1 Evaluar la capacidad de la RMC para la estimación del incremento agudo de la RVP en un modelo de HP aguda generada por embolia pulmonar con microesferas de polidextrano. 3.2 Evaluar la capacidad de la RMC para el seguimiento de los cambios seriados de la RVP en la HP crónica generada por embolias pulmonares repetidas con microesferas de polidextrano o por cerclaje del confluente pulmonar inferior. 3.3 Evaluar la capacidad de la RMC para la estimación del cambio agudo de la RVP causado por la prueba vasodilatadora aguda en los modelos de HP crónica generados por embolias pulmonares repetidas o por cerclaje del confluente pulmonar inferior. Objetivo 4: Aplicar los modelos traslacionales desarrollados en los apartados anteriores para evaluar la utilidad de la caracterización tisular mediante secuencias de Tl-mannina de la RMC oara la detección orecoz de afectación del VD v su correlación con la gravedad hemodinámica en HP crónica. 4.1 Evaluar la asociación entre el volumen extracelular y el T1 nativo miocárdíco y los parámetros hemodinámicos y de función del VD ante el aumento de sobrecarga de presión y de volumen. Objetivo 5: Aplicar el modelo traslacional de cerclaje venoso pulmonar para evaluar el efecto de una nueva terapia farmacológica para la HP (agonistas de Rl33A). 5.1 Evaluar el efecto hemodinámico agudo de la administración de agonistas Rl33A en HP crónica. 5.2 Evaluar el efecto hemodinámico del tratamiento crónico con agonistas Rl33A en HP crónica. 5.3 Evaluar el efecto sobre el VD del tratamiento crónico con agonistas Rf33A en HP crónica. 5.4 Evaluar el efecto sobre el remodelado vascular pulmonar del tratamiento crónico con agonistas Rl33A en HP crónica. 5.5 Evaluar la presencia de RJ33A en arterías pulmonares humanas y el efecto de su estimulación en experimentos in vitro con baño de órganos y muestras de cultivo con células musculares lisas procedentes de AP humana. CONCLUSIONES: 1.1. El modelo de cerctaje del confluente venoso pulmonar inferior en cerdo induce hipertensión pulmonar postcapilar, cuya magnitud es progresiva durante los cuatro primeros meses, momento en el que se estabiliza ofreciendo una ventana adecuada para la evaluación de terapias. 1.2. Este modelo de cerclaje venoso pulmonar genera un remodelado adverso del ventrículo derecho caracterizado por dilatación, hipertrofia, aplanamiento del septo y ligera disfunción sistólica. 1.3. A nivel de las arterias pulmonares y del parénquima pulmonar, este modelo de cerclaje venoso pulmonar induce un remodelado vascular tanto de las arterías pulmonares principales como de las arteriolas con hipertrofia de la media, engrosamiento y fibrosis de la íntima y proliferacrón de la adventicia. En el miocardio se evidencia hipertrofia de cardiomiocitos, fibrosis intersticial y desorganización fibrilar. 2.1. El modelo de cortocircuito sistémico-pulmonar en cerdo induce hipertensión pulmonar progresiva durante los cuatro meses tras la intervención con un aumento significativo de la resistencia vascular pulmonar acompañado de elevación de la presión capilar pulmonar. 2.2. Este modelo de cortocircuito sistémico-pulmonar genera un remodelado adverso de ambos ventrículos. En el ventrículo derecho induce hipertrofia, aplanamiento del septo y disfunción sistólica, y en el ventrículo izquierdo dilatación y un grado menor de hipertrofia. 2.3. A nivel de las arterias pulmonares y del parénquima pulmonar, este modelo de cortocircuito sistémico-pulmonar provoca remodelado vascular tanto de las arterias pulmonares principales como de las arteriolas con hipertrofia de la media, engrosamiento y fibrosis de la íntima y proliferación de la adventicia con aparición de lesiones plexiformes. A nivel ventricular se produce remodelado con hipertrofia, fibrosis intersticial y desorganización fibrilar en ambos ventrículos, aunque significativamente mayor en el derecho. 3.1. La resonancia magnética cardíaca permite estimar el incremento ag11dn de la resistencia vascular pulmonar en un modelo de hipertensión pulmonar aguda generada por embolia pulmonar con microesferas de polidextrano. 3.2. La resonancia magnética cardíaca permite el seguimiento de las fluctuaciones seriadas de la resistencia vascular pulmonar en la hipertensión pulmonar crónica generada por embolias pulmonares repetidas con microesferas de polidextrano o por cerclaje del confluente venoso pulmonar inferior. 3.3. La resonancia magnética cardíaca permite estimar el cambio agudo de la resistencia vascular pulmonar causado por la prueba vasodilatadora aguda con oxígeno inhalado en la hipertensión pulmonar crónica generada por embolias pulmonares repetidas o por cerclaje del confluente venoso pulmonar inferior. 4.1. La resonancia magnética cardíaca demuestra el aumento del volumen extracelular en ambos puntos de inserción del ventrículo derecho, en el septum interventricular y en la pared libre del ventrículo izquierdo tres meses después de la creación del cortocircuito sistémico-pulmonar. El valor de volumen extracelular en ambos puntos de inserción muestra una fuerte correlación positiva con la gravedad hemodinámica de la hipertensión pulmonar y una correlación negativa con la fracción de eyección del ventrículo derecho. 5.1. La administración de una dosis única del agonista de receptores adrenérgicos 133 BRL37344 en un modelo de hipertensión pulmonar crónica se asocia con una mejoría de la hemodinámica pulmonar con reducción de la presión pulmonar y de la resistencia vascular pulmonar y aumento del índice cardíaco. 5.2 El tratamiento crónico con los agonistas de receptores adrenérgicos 133 BRL37344 y Mirabegrón en un modelo de hipertensión pulmonar crónica se asocia a una reducción de la resistencia vascular pulmonar y un aumento del índice cardíaco. 5.3 El tratamiento crónico con los agonistas de receptores adrenérgicos 133 BRL37344 y Mirabegrón en hipertensión pulmonar crónica se asocia a una mejoría de la función ventricular derecha con reducción del volumen telesistólico y aumento de la fracción de evección. 4 El tratamiento crónico con el agonista de receptores adrenérgicos 133 Mirabegrón en un modelo de hipertensión pulmonar crónica se asocia con cambios en la expresión proteica relacionados con una reducción en la proliferación vascular en el parénquima pulmonar. 5.5 A nivel de las arterias pulmonares humanas se demuestra la expresión de RNA del gen del receptor 133 adrenérgico. La estimulación de los receptores 133 adrenérgicos se asocia con una inhibición de la proliferación de células musculares lisas de arteria pulmonar humanas inducida por hipoxia mediante un mecanismo dependiente de óxido nítrico; y provoca una relajación dosis-dependiente de los anillos de arteria pulmonar humana pre-contraídos con noradrenalina en baño de órganos.