Resumen

Se analiza el papel del endotelio vascular en la enfermedad renal progresiva, a la luz de los estudios con el clásico modelo del riñón remanente, que sirvió para demostrar la producción de hipertensión glomerular y el papel clave de la angiotensina II, y evaluar la proliferación de las células endoteliales, fenómeno que actúa como mecanismo de reparación cuando existe pérdida de capilares. Se analiza la relación entre el VEGF y la alteración de la angiogénesis, la relación entre la expresión de VEGF y los macrófagos y las interleuquinas que éstos producen; se concluye que estas células producen disminución de VEGF y que esta disminución, a su vez, causaría la pérdida de capilares peritubulares observada. Por último, se analiza el mecanismo de acción del VEGF a nivel del endotelio y se explica por qué el tratamiento con VEGF, en el modelo de riñón remanente, estabiliza la función y reduce la fibrosis en el riñón, aumenta la reparación de las células endoteliales y mantiene las asas capilares glomerulares y la densidad de los capilares peritubulares.

Introducción

Los túbulos y el área tubulointersticial son muy importantes en la insuficiencia renal progresiva. Muchos datos demuestran que la magnitud de la fibrosis tubulointersticial se correlaciona mejor que ningún otro parámetro con el resultado a largo plazo. Por otra parte, esta fibrosis se debe a varios factores, como la activación de las células tubulares y de los fibroblastos, el TGF beta, macrófagos, angiotensina II, etc. Son factores conocidos a los que estamos acostumbrados.

Un aspecto que se ha estudiada poco hasta hoy es el del papel que desempeña el endotelio vascular en la enfermedad renal progresiva. Para comprender mejor su participación, es importante recordar la irrigación del nefrón, que proviene de dos nichos vasculares principales: el nicho glomerular y los capilares peritubulares.

Los capilares peritubulares provienen de la arteria eferente, o sea, son capilares postglomerulares, y forman un plexo en la corteza y otro en la médula. Los capilares glomerulares, a su vez, provienen de las arterias interlobulares, las cuales se extienden hacia la corteza desde las arterias arcuatas. Entre las arterias interlobulares hay una zona particularmente vulnerable a isquemia; los capilares nutren los túbulos y, en caso de isquemia, la lesión se manifestará primero en la médula.

Modelo experimental del riñón remanente

Para estudiar el papel del endotelio en la progresión de la enfermedad renal, se utilizó el clásico modelo de enfermedad renal progresiva llamado del riñón remanente En este modelo se elimina un riñón y se infarta o se ligan 2/3 del otro (nefrectomía 5/6), y queda una fracción remanente viable (1/6), la que, en un plazo de 8 a 12 semanas, presenta esclerosis glomerular y fibrosis intersticial, aparentemente idénticas en histología a las que ocurren en la enfermedad renal progresiva humana. Este modelo fue decisivo para demostrar la producción de hipertensión glomerular y el papel clave de la angiotensina II.

Participación del endotelio en la progresión de la enfermedad renal

En los diez últimos años, se ha estudiado extensamente la activación tubular, la acumulación de miofibroblastos, la infiltración de macrófagos y de otros tantos mediadores, pero sólo últimamente se ha planteado la hipótesis de que el daño de los tejidos tambié~ afectaría el endotelio y agregaría un componente isquémico a la progresión de la enfermedad renal por medio del compromiso tubular.

Los primeros estudios se realizaron con anticuerpos específicos contra las células endoteliales. Para este efecto se utilizó un panel de anticuerpos que daba exactamente la misma tinción, para asegurar que no sólo se perdía un antígeno en particular, sino que había una verdadera pérdida endotelial. Este modelo demostró que con el tiempo había una pérdida de asas capilares.

También se cuantificó el daño, tanto en el glomérulo como en el intersticio. En el primero ocurrió algo interesante: al principio hubo un aumento de las asas capilares y una hipertrofia del riñón remanente, pero algo sucedió en ese riñón de tal manera que a las ocho semanas se produjo una disminución brusca del número de asas capilares glomerulares.

Lo mismo sucedió con los capilares peritubulares. En condiciones normales se puede visualizar una red de numerosos capilares finos que rodean los túbulos como una red; en el riñón remanente, alrededor de las seis semanas, se produjo una pérdida marcada, progresiva y cuantificable de estos capilares, de los que quedaban muy pocos al cabo de ocho semanas.

Algo ocurre en el riñón remanente de estas ratas: disminuye progresivamente el número de capilares, lo que se traduce en una disminución del aporte de sangre con la consiguiente isquemia y la probable contribución de ésta a la progresión de la enfermedad.

Proliferación endotelial

Otra manera de estudiar el problema es con la evaluación de la proliferación de las células endoteliales, fenómeno que actúa como mecanismo de reparación cuando existe pérdida de capilares. En el glomérulo existe una proliferación inicial de células endoteliales concordante con el aumento en el número de asas capilares y con la hipertrofia observados al comienzo, que también ocurre inicialmente en los capilares peritubulares.

Luego, algo produce una disminución progresiva de la proliferación de las células endoteliales del glomérulo y de los capilares peritubulares. Esta observación es interesante, pues no sólo hay pérdida de capilares sino que además se suprime la respuesta proliferativa de las células endoteliales. Esto plantea que habría una alteración de la respuesta proliferativa endotelial, es decir, una angiogénesis alterada, de causa compleja.

Angiogénesis alterada y VEGF

El elemento angiogénico más importante es el factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF), que es un factor de crecimiento y de sobrevida para las células endoteliales, estimula la angiogénesis y la producción de óxido nítrico; éste, a su vez, es un potente vasodilatador y antitrombótico. En teoría, el VEGF es útil para el riñón, ya que mantiene un buen número de capilares dilatados y sin trombos; normalmente se expresa en los túbulos, principalmente en la parte externa de la médula, en los rayos medulares y en los podocitos.

En el modelo del riñón remanente se produjo una pérdida de la expresión del VEGF, la que podría explicar la pérdida o disminución de la proliferación endotelial. Cuando se cuantificó la expresión de VEGF, se pudo determinar que la caída comienza alrededor de la cuarta semana y progresa con el tiempo, lo que coincide con la disminución de las células endoteliales y de la proliferación endotelial que se observaron, coincidencia que hace sospechar la existencia de una relación.

Expresión de VEGF y macrófagos

En el riñón remanente se produciría una pérdida de VEGF, la que a su vez produce una pérdida de endotelio, pero aún no se sabe con certeza cuál es la causa de este proceso. Como las células inflamatorias son muy importantes en la progresión de la enfermedad renal, se planteó la hipótesis de que el influjo de macrófagos podría causar la pérdida de VEGF, ya que su presencia se correlaciona directamente con el grado de esclerosis.

En el riñón normal hay pocos macrófagos, pero, cuando se tiñen estas células en el riñón remanente, se observa que en los glomérulos con muchos macrófagos hay pérdida de VEGF y que, en cambio, en los glomérulos con pocos macrófagos el VEGF está normal.

En los túbulos sucede el mismo fenómeno: en los que no tienen infiltración de macrófagos, la cantidad de VEGF se mantiene, pero, en los que tienen infiltración, la expresión de VEGF se pierde. El número de macrófagos se correlaciona inversamente con la cantidad de VEGF, lo que plantea que los macrófagos inhibirían la expresión de VEGF.

Como las interleuquinas más importantes que los macrófagos producen son IL-1 beta, TNF alfa y IL-6, se pusieron estas interleuquinas en cultivos de células tubulares, que son las que producen VEGF in vivo. Se observó una inhibición de la expresión de VEGF dosis dependiente, es decir, al aumentar las dosis de IL-1 beta, TNF alfa e IL-6, se redujo la expresión de VEGF, pero no sólo de la proteína, sino también de su ARN mensajero.

Se concluyó que los macrófagos serían los causantes de la reducción de VEGF y que esta disminución, a su vez, causaría la pérdida de capilares peritubulares que se había observado.

VEGF y progresión de la enfermedad renal

Posteriormente se planteó la posibilidad de rescatar a estos animales devolviéndoles el VEGF, cuya acción estimulante de la angiogénesis es conocida desde hace tiempo, por lo que ha sido objeto de muchos estudios sobre su utilidad en enfermedades cardiovasculares.

En este caso se utilizó una isoforma especial de VEGF, el VEGF 121, que se administra por vía subcutánea y da excelentes niveles plasmáticos; no se une a los tejidos como las demás isoformas. Así se logró establecer una dosis angiogénica que se administró a ratas nefrectomizadas 5/6 y luego se dejó pasar cuatro semanas, para permitir que la expresión de VEGF disminuyera.

Se administró VEGF o vehículo, durante cuatro semanas, con el objeto de saber si era posible detener la progresión de la enfermedad renal en pacientes con una enfermedad ya establecida. Los resultados fueron interesantes. El grupo de ratas control, que recibieron sólo el vehículo, siguió presentando insuficienciaa renal progresiva, y dos de las seis ratas del grupo murieron de insuficiencia renal, durante el período de cuatro semanas; en cambio, el grupo tratado con VEGF mantuvo su función renal estable en ese lapso.

Al analizar la magnitud de la fibrosis intersticial y cuantificar la cantidad de colágeno en los riñones, se encontró que el VEGF redujo el grado de fibrosis en 50%.

Mecanismo de acción de VEGF

Hasta ahora, la única forma conocida de detener la progresión de la enfermedad renal era el control de la presión arterial o la proteinuria. En este estudio, no se manejaron estos parámetros; de hecho, el tratamiento con VEGF no tuvo efecto sobre la presión arterial ni sobre la proteinuria; tampoco se bloqueaba la hipertrofia glomerular que, según algunos autores, es una causa fundamental de la progresión en enfermedad renal. El VEGF no tuvo efecto sobre el tamaño glomerular ni sobre los macrófagos, que también son importantes en la progresión.

En resumen, el efecto obtenido fue independiente de todos los factores reconocidos como importantes en la progresión de la enfermedad renal.

Donde sí hubo efecto fue en el endotelio. La administración de VEGF aumentó tres veces el número de células endoteliales proliferantes del glomérulo y al doble el número de dichas células en los capilares peritubulares. Esto se asoció con la preservación de las asas capilares glomerulares, cuyo número disminuyó en el grupo no tratado. Además, en el riñón remanente hubo una gran disminución de los capilares peritubulares, pero, en el grupo tratado, el número de capilares se mantuvo.

El estudio de la relación entre el número de capilares glomerulares y la función renal arrojó una buena correlación. El tratamiento con VEGF aumentó el número de asas capilares glomerulares, lo que se asoció con una mejoría de la funció~ renal. El grupo control tuvo menor número de capilares y peor función renal.

En resumen, el tratamiento con VEGF, en el modelo de riñón remanente, estabiliza la función renal y reduce la fibrosis en el riñón. Lo más notable se que este efecto es independiente de la proteinuria, la presión arterial, la infiltración de macrófagos o la hipertrofia glomerular, todo lo cual plantea un nuevo mecanismo de acción.

Se demostró que el tratamiento con VEGF aumenta la proliferación de células endoteliales y preserva las asas capilares glomerulares y la densidad de los capilares peritubulares.

Conclusión

El VEGF podría preservar la función renal por medio de su capacidad de estimular la reparación endotelial y mantener la densidad capilar.

Los factores de crecimiento angiogénicos representarían una nueva estrategia para reducir la progresión de enfermedad renal.

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