Efecto de la fibrilación auricular sobre la distribución y la frecuencia de eventos de liberación espontánea de calcio en miocitos auriculares humanos (2018)

Esta tesis doctoral muestra una vinculacion de la fibrilacion auricular (FA) con la redistribucion de los focos de las liberaciones espontaneas de Ca2+ (sparks), produciendose un acortamiento tanto de la distancia de los sparks al sarcolema como su distancia a sparks vecinos, ademas de aumentos en la duracion, la tasa de subida, la anchura y la desaparicion de los sparks que se encuentran en el sarcolema de miocitos auriculares de pacientes con FA. Estos cambios, propician una mayor probabilidad de fusion entre los sparks vecinos, favoreciendo la aparicion de ondas de Ca2+ arritmogenicas, capaces de provocar una despolarizacion de la membrana y generar actividad electrica espontanea. Los resultados anteriores, han sido respaldados por el analisis de inmunofluorescencia, mostrando un incremento en la fosforilacion del RyR2 en el residuo s2808, en el sarcolema de miocitos auriculares de pacientes con FA. Ademas, el analisis electrofisiologico revelo una mayor amplitud en las ITIs y despolarizaciones de membrana, debido a una mayor proximidad de los eventos de liberacion de Ca2+ al sarcolema, en pacientes con FA. El segundo estudio, revelo que la activacion selectiva de los receptores de adenosina A2A (A2AR) con CGS21680, incremento la densidad de sparks en el sarcolema de miocitos de pacientes sin AF, transformando la distribucion de los sparks en una distribucion similar a la observada en pacientes con FA. Ademas, la estimulacion de los A2AR en pacientes con FA aumento aun mas la densidad de sparks en el sarcolema. Este hecho, combinado con la reduccion de la distancia entre sparks vecinos y el incremento en la duracion de los mismos, favorecio la fusion de sparks en ondas de Ca2+, lo que explica las despolarizaciones espontaneas de membrana de mayor magnitud y mas frecuentes en miocitos auriculares humanos sometidos a la estimulacion de los A2AR. Por lo tanto, el aumento en la expresion y/o la activacion de los A2AR representa un mecanismo que podria preceder a la FA e inducir alteraciones temporales y espaciales en la homeostasis del Ca2+, similares a las alteraciones observadas en FA. Estos hallazgos, sugieren que los A2AR podrian ser una nueva diana para el tratamiento y la prevencion de la FA, relacionada con la liberacion excesiva del Ca2+. Por otro lado, diferentes isoformas de PDE3 y PDE4, tienen el potencial de modificar la fosforilacion del RyR2 en diferentes complejos moleculares, esperandose que regulen la actividad del canal de Ca2+ de tipo tipo L, el receptor de rianodina o la actividad de SERCA. En el tercer estudio mostramos, que la inhibicion de la PDE3 y la PDE4, incrementa la densidad de los sparks, debido al incremento en la densidad de los focos de sparks y de la frecuencia de eventos en cada foco. Esto, combinado con la reduccion de la distancia entre sparks vecinos, en presencia del inhibidor de PDE3 o PDE4, facilita la fusion de los sparks en ondas de Ca2+ o calcium transients. La inhibicion de PDE3 provoco una fosforilacion prominente del RyR2 en el residuo s2808, sugiriendonos que desempena un papel importante en la regulacion de la liberacion de Ca2+, desencadenados por la fosforilacion del RyR2 en el residuo s2808, en miocitos auriculares humanos. Por el contrario, la inhibicion de PDE4 no afecto a la fosforilacion en s2808, pero si estimulo la liberacion espontanea de Ca2+. Ademas, los efectos de PDE4 sobre la liberacion de Ca2+ fueron aditivos, sugiriendo que PDE3 y PDE4 ejercen una regulacion complementaria de la homeostasis del Ca2+, pudiendo ser consideradas dianas distintas en el control diferencial y mas especifico de las arritmias auriculares, dependiendo de los mecanismos relacionados con la liberacion espontanea de Ca2+. En base a estos hallazgos, hemos propuesto un nuevo modelo mecanicista, relacionando la mayor densidad y la distribucion periferica de eventos de liberacion espontaneas de Ca2+ con el aumento, incidencia y amplitud de la actividad electrica espontanea en la FA. Ademas, apuntan a los A2AR, PDE3 y PDE4, como nuevas dianas terapeuticas para el control farmacologico selectivo y diferencial de la actividad electrica excesiva.