Empagliflozin ha soppresso la fibrogenesi cardiaca attraverso il sodio

Diabetologia cardiovascolare volume 22, numero articolo: 27 (2023) Citare questo articolo

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Il nuovo inibitore del co-trasportatore sodio-glucosio 2 (SGLT2i) migliora potenzialmente l’insufficienza cardiaca e riduce l’aritmia cardiaca. La fibrosi cardiaca gioca un ruolo fondamentale nella fisiopatologia dello scompenso cardiaco e della miopatia atriale, ma l’effetto di SGLT2i sulla fibrogenesi resta da chiarire. Questo studio ha indagato se SGLT2i modula direttamente le attività dei fibroblasti e i suoi meccanismi sottostanti.

Migrazione, analisi di proliferazione, analisi del pH intracellulare, analisi intracellulare dell'inositolo trifosfato (IP3), imaging con fluorescenza del Ca2+ e Western blotting sono stati applicati ai fibroblasti atriali umani. Empagliflozin (un SGLT2i, 1 o 5 μmol/L) ha ridotto la capacità di migrazione e la produzione di collagene di tipo I e III. Rispetto alle cellule di controllo, i fibroblasti atriali trattati con empagliflozin (1 μmol/L) hanno mostrato perdite di Ca2+ nel reticolo endoplasmatico (ER) inferiore, ingresso di Ca2+, inositolo trifosfato (IP3), minore espressione di fosfolipasi C fosforilata (PLC) e pH intracellulare inferiore. In presenza di cariporide (un inibitore dello scambiatore Na+-H+ (NHE), 10 μmol/L), i fibroblasti atriali trattati con controllo e con empagliflozin (1 μmol/L) hanno rivelato pH intracellulare, perdita di Ca2+ nel RE, ingresso di Ca2+, PLC fosforilato, pro-collagene di tipo I, espressione della proteina di tipo III e capacità di migrazione. Inoltre, empagliflozin (10 mg/kg/die per via orale per 28 giorni consecutivi) ha aumentato significativamente la funzione sistolica del ventricolo sinistro, il ß-idrossibutirrato e ha ridotto la fibrosi atriale, nei ratti con insufficienza cardiaca indotta da isoproterenolo (100 mg/kg, iniezione sottocutanea).

Inibendo l'NHE, empagliflozin diminuisce l'espressione della produzione di PLC e IP3 fosforilata, riducendo così il rilascio di Ca2+ nell'ER, l'ingresso di Ca2+ extracellulare e le attività profibrotiche dei fibroblasti atriali.

Gli inibitori del co-trasportatore sodio-glucosio 2 (SGLT2i) sono una nuova classe di agenti antidiabetici che riducono il rischio di morte cardiovascolare e ospedalizzazione in pazienti con insufficienza cardiaca (HF) e diabete di tipo 2 [1, 2]. SGLT2i può ridurre la fibrosi cardiaca e migliorare la funzione cardiaca [3, 4]. La fibrosi atriale è una caratteristica distinta e critica della miopatia atriale e dell’aritmogenesi atriale [5, 6]. I pazienti con scompenso cardiaco mostrano una maggiore incidenza di fibrosi atriale e SGLT2i riduce la pressione di riempimento atriale sinistra e aumenta la tolleranza all'esercizio e la funzione diastolica, tutti fattori correlati alla fibrosi atriale [7,8,9,10,11,12]. Tuttavia, rimane poco chiaro se e come SGLT2i possa modulare la fibrogenesi atriale.

La via di segnalazione del calcio (Ca2+) svolge un ruolo critico nella fibrogenesi e induce la proliferazione, la produzione di collagene, la migrazione e le capacità di differenziazione dei fibroblasti [13,14,15,16]. SGLT2i può interagire direttamente con il sito di legame extracellulare del Na+ dello scambiatore Na+/H+ (NHE), diminuendo così l'attività del NHE e abbassando il pH intracellulare [17].

È stato dimostrato che l’aumento del pH intracellulare induce Ca2+ citosolico attraverso la perdita di Ca2+ nel reticolo endoplasmatico (ER) o l’afflusso di Ca2+ [18, 19]. L'attività dell'NHE è sovraregolata nei pazienti con scompenso cardiaco [20, 21] e l'inibizione dell'NHE da parte del cariporide riduce la fibrosi cardiaca nello scompenso cardiaco [22,23,24]. L'aumento dell'attività di NHE1 aumenta il pH intracellulare e attiva la capacità di migrazione cellulare [21, 25]. Dapagliflozin attenua l’espressione del gene NHE1 [26]. Di conseguenza, SGLT2i può sopprimere direttamente la fibrogenesi inibendo la segnalazione NHE, portando a un potenziale anti-fibrosi. Lo scopo di questo studio era di esaminare se empagliflozin, un SGLT2i, potesse ridurre la fibrogenesi atriale e studiarne i meccanismi sottostanti.

I fibroblasti atriali umani sono stati acquistati dal Lonza Research Laboratory (Walkersville, MD, USA). I fibroblasti sono stati seminati su piastre di coltura non rivestite come monostrati in FGM™-3 Cardiac Fibroblast Growth Medium-3 BulletKit (Lonza, incluso HEPES: 14,999 mmol/L e bicarbonato di sodio: 14,010 mmol/L) a 37 °C con 5% di CO2. Sono state utilizzate cellule dai passaggi da 4 a 6 per evitare possibili variazioni nella funzione cellulare. È stato dimostrato che SGLT2 è presente nelle cellule mediante western blot (file aggiuntivo 1: Fig. S1 per l'espressione della proteina SGLT2).