Los inhibidores de SGLT2 para la diabetes podrían inhibir la calcificación de la válvula aórtica mediante la regulación de SIRT1
Antecedentes
La estenosis de la válvula aórtica (estenosis aórtica, SA) es una enfermedad cardiovascular en la que se produce un depósito de calcio en la válvula y progresa la fibrosis con el envejecimiento, lo que limita la apertura y el cierre del flujo sanguíneo. Afecta aproximadamente al 3% de la población mayor de 65 años y su número de pacientes está aumentando rápidamente debido al envejecimiento de la población. Si la estenosis se agrava, provoca dolor torácico, dificultad para respirar e insuficiencia cardíaca, lo que finalmente puede conducir a una muerte súbita. El problema es que no existen tratamientos médicos que logren retrasar o detener fundamentalmente la progresión de la enfermedad. Aunque en el pasado se consideraba una enfermedad degenerativa por desgaste mecánico simple, investigaciones patológicas recientes han revelado que es un proceso biológico activo que involucra inflamación crónica, estrés oxidativo y remodelación de la matriz extracelular.
Se han realizado intentos de aplicar estatinas (hipolipemiantes) o tratamientos para la osteoporosis a las enfermedades valvulares, pero han fracasado en demostrar su eficacia en ensayos clínicos a gran escala. Actualmente, en la práctica clínica se limita a intervenciones de carácter sintomático: seguimiento ecocardiográfico regular hasta que la función valvular alcanza su límite, seguido de la realización de cirugía abierta de reemplazo de válvula aórtica (SAVR) o implante percutáneo de válvula aórtica (TAVR). Para pacientes ancianos con alto riesgo quirúrgico, las intervenciones físicas representan una gran carga física, por lo que es urgente asegurar un tratamiento estándar que pueda inhibir la progresión patológica en etapas tempranas.
Hallazgos clave
Los investigadores se centraron en que la Sirtuina 1 (SIRT1), una enzima desacetilasa de proteínas, es un regulador maestro que controla toda la vía de calcificación fibrótica del tejido valvular. Al analizar datos de secuenciación de ARN (RNA-seq) del tejido de la válvula aórtica humana de la base de datos de transcriptoma completo ARChS4, se observó que la vía de señalización de SIRT1 está inhibida en los tejidos de pacientes con estenosis aórtica, mostrando una estrecha relación con las vías de estrés oxidativo y remodelación de la matriz.
Para verificar los mecanismos moleculares, se estableció un grupo de control mediante la creación de líneas celulares deficientes (SIRT1 KD) y de sobreexpresión (SIRT1 Over) de SIRT1 en células intersticiales valvulares humanas (VIC) utilizando la tecnología de nucleasas CRISPR/Cas9. A continuación, se realizaron evaluaciones cuantitativas de calcificación, tinción inmunofluorescente y reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (RT-PCR). En células con deficiencia de SIRT1, la mineralización de la matriz aumentó drásticamente junto con la activación de factores de transcripción osteogénicos. Por el contrario, en células que sobreexpresan SIRT1 se observó una inhibición notable de la deposición de calcio en comparación con las células de tipo silvestre. Esto equivale a decir que SIRT1 previene la diferenciación osteoblástica similar de las células valvulares al regular los mecanismos de defensa antioxidante y la homeostasis de la matriz.
El efecto farmacológico de los inhibidores del cotransportador sodio-glucosa tipo 2 (SGLT2i) también se demostró claramente mediante experimentos de interacción celular. Al cultivar células del estroma valvular en medio condicionado obtenido tras tratar las células endoteliales vasculares con inhibidores de SGLT2, la formación de calcificación disminuyó significativamente. Se confirmó que el óxido nítrico (NO) secretado por las células endoteliales actúa como el mediador clave que inhibe la diferenciación ósea de las células intersticiales valvulares.
Resultados consistentes se obtuvieron también de datos de cohortes de pacientes reales. Basándose en la base de datos sanitaria de la región de Lombardía, Italia, se realizó un emparejamiento por puntuación de propensión (1:1) por edad, sexo e índice de comorbilidad entre un grupo de pacientes que tomaban inhibidores de SGLT2 y un grupo que tomaba sulfonilureas (SU), las cuales no afectan a la vía de SIRT1. La tasa de incidencia acumulada de hospitalización por enfermedad valvular aórtica no reumática se siguió con precisión mediante los modelos de Kaplan-Meier y de riesgo competitivo de Fine-Gray. El análisis del modelo de riesgos proporcionales de Cox multivariante reveló que el grupo tratado con inhibidores de SGLT2 tuvo un riesgo de hospitalización relacionado con la enfermedad de la válvula aórtica un 40% menor en comparación con el grupo de sulfonilureas (Hazard Ratio 0.60, IC 95% 0.41-0.85).
Significado y perspectivas
Este estudio abre una vía específica para el reposicionamiento de fármacos (Drug Repurposing) en el ámbito de la estenosis aórtica, donde anteriormente no existían tratamientos terapéuticos y se dependía exclusivamente de la cirugía invasiva. Se ha demostrado, mediante experimentos de biología molecular y datos del mundo real (RWD) a gran escala, que los inhibidores de SGLT2, cuya seguridad ya está establecida para la diabetes tipo 2 y la insuficiencia cardíaca, pueden controlar incluso la calcificación de las válvulas cardíacas. En particular, el hallazgo de que la activación de SIRT1 es el eje central para detener la rigidez valvular mediante la interacción entre células endoteliales e intersticiales representa un gran avance en la identificación de dianas terapéuticas.
Sin embargo, aún quedan desafíos para llevar esto a la aplicación clínica. Dado que estos datos humanos se basan en una cohorte observacional retrospectiva, es necesario demostrar la causalidad directa mediante ensayos clínicos controlados aleatorizados (RCT). También es esencial verificar si el mismo efecto de protección valvular ocurre en pacientes con estenosis aórtica sin diabetes. La realización de ensayos de seguimiento para establecer el momento óptimo de administración, determinando cuánto se puede retrasar la progresión de la enfermedad en las etapas iniciales y moderadas en comparación con las etapas terminales donde la calcificación ya está consolidada, será el punto decisivo para su comercialización.
BACKGROUND: Calcific aortic valve stenosis (AS) affects 3% of older adults and lacks medical treatment. The deacetylase Sirtuin 1 (SIRT1) could be involved in many pathways linked to AS progression. Sodium-glucose co-transporter 2 inhibitors (SGLT2i), glucose-lowering agents, have been shown to reduce cardiovascular events (likely via SIRT1), but their possible benefits in AS are unknown. Our study aims to uncover the role of SIRT1 in AS progression and assess the benefit of SGLT2i to slow down the aortic valve fibro-calcification processes. METHODS: RNA-seq data of human aortic valve specimens were collected from the ARChS4 database. SIRT1 knockdown (SIRT1 KD) and overexpressing (SIRT1 Over) valve interstitial cells (VIC) were generated by CRISPR/Cas9. Real-time PCR, immunofluorescence, and calcification assays were used to characterise mutant VICs. Conditioned medium experiments were implemented to evaluate SGLT2i effect on cellular cross-talk and calcification. Diabetic patients' data from the Lombardy regional healthcare database, treated with sulphonylureas (SU; no effect on SIRT1) and SGLT2i (acting on SIRT1), were selected and matched 1:1 by age, sex, and multisource comorbidity score. La incidencia acumulada de hospitalización por enfermedad de la válvula aórtica no reumática se evaluó mediante Kaplan-Meier, y los modelos de Fine y Gray se utilizaron para estimar las razones de riesgo subdistribución. RESULTS: RNA-seq showed that SIRT1 could be an upstream regulator of multiple AS-related pathways. Functional studies on mutant VICs revealed that SIRT1 directly regulates antioxidant processes, extracellular-matrix remodelling, and calcification by modulating key transcription factors. Moreover, calcification assays further support this role, revealing an increased calcification in SIRT1 KD VICs and a concomitant decrease in VIC SIRT1 Over when compared to wild type. Then, exploring SGLT2i impact on calcification, we showed that VICs cultured in SGLT2i-treated-endothelial medium exhibited reduced calcification.
Este estudio presenta un punto de inflexión en el sistema de atención de la estenosis aórtica, que hasta ahora se limitaba a observar pasivamente la evolución desde el diagnóstico temprano hasta el momento de la cirugía. Es posible establecer guías clínicas para administrar inhibidores de SGLT2 de forma preventiva en pacientes con diabetes o alto riesgo cardiovascular que presenten calcificación valvular leve detectada por ecocardiograma. Se espera una estrategia clínica que pueda retrasar la progresión hacia la estenosis grave durante varios años, posponiendo al máximo el momento de la cirugía de reemplazo valvular invasiva o incluso reduciendo la necesidad de dicha cirugía. Asimismo, se prevé que la industria farmacéutica acelere la inversión en el desarrollo de nuevos ensayos clínicos para expandir las indicaciones de fármacos blockbusters cardiovasculares y metabólicos ya existentes hacia enfermedades valvulares refractarias.