Participación del factor de crecimiento nervioso en la regulación de la angiogénesis ovárica

La formación de vasos sanguíneos a partir de otros preexistentes, o angiogénesis, es un proceso esencial en el desarrollo del tejido normal. La mayor parte de la angiogénesis fisiológica ocurre en la etapa embrionaria, y en el adulto, el endotelio vascular es un tejido con un bajo índice de proliferación. Sin embargo, los ovarios presentan cíclicamente procesos asociados a angiogénesis. En el ovario, la angiogénesis acompaña al desarrollo folicular y a la formación del cuerpo lúteo, y de no existir concepción, esta red vascular involuciona. La extraordinaria rapidez con que los vasos sanguíneos aparecen y son reabsorbidos en cada ciclo ovárico, hace de este sistema un modelo ideal para el estudio de los elementos regulatorios de la angiogénesis, por lo que su mejor comprensión podría significar un gran avance para la investigación de la angiogénesis en eventos fisiológicos y patológicos. Distintos elementos regulan la angiogénesis en el ovario y otros tejidos. Entre ellos, el factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF) y el factor de crecimiento transformante beta (TGF[beta]) han sido asociados a eventos importantes en la angiogénesis ovárica fisiológica y patológica. El factor de crecimiento nervioso (NGF) también se ha relacionado con angiogénesis en otros tejidos, como el ganglio cervical superior en ratas neonatas. Además este factor gatilla la proliferación de células endoteliales humanas. NGF, a través de sus receptores trkA y p75, ejerce acciones esenciales tanto en el desarrollo ovárico como en la función del ovario. De hecho, NGF está presente en el ovario humano desde la etapa fetal. Sin embargo, se desconoce si NGF participa en la angiogénesis ovárica. Por otra parte, NGF modula la expresión de TGF[beta]1 y VEGF en distintos tipos celulares, pero tampoco se sabe si en el ovario dicha expresión es regulada por esta neurotrofina. En esta Tesis se propuso estudiar la participación de NGF como factor angiogénico en el ovario, y su acción en los niveles de proteína y mRNA de los factores VEGF y TGF[beta]1. Para cumplir con este objetivo, se trabajó con ovarios de ratas neonatas cultivados con NGF, ovarios de ratones neonatos NGF-deficientes (NGF KO), ratas prepúberes con niveles ováricos elevados de NGF, inducidos por denervación, y ratones transgénicos prepúberes que sobreexpresan NGF en el ovario. Se analizaron los niveles de mRNA y/o proteína de VEGF y TGF[beta]1 en los ovarios de estos animales. También se cultivaron células de granulosa humana y se estimularon con NGF, para luego determinar los contenidos de mRNA de VEGF y TGF[beta]1 y los niveles de proteína secretada en el medio de cultivo. Los resultados obtenidos en ovario de roedores y en el cultivo de células de granulosa indican que NGF incrementa tanto el mRNA como la proteína de VEGF. Los niveles de TGF[beta]1 no se modificaron por NGF en los modelos estudiados. Con el objetivo de conocer el mecanismo mediante el cual NGF induce los cambios observados en el ovario, se estudió la participación de trkA, el receptor de alta afinidad para NGF. Se analizaron ovarios de ratones neonatos trkA-deficientes (trkA KO). Se determinó que en estos animales el contenido de mRNA de VEGF y TGF[beta]1 es similar al encontrado en ratones silvestres, probablemente por un sistema de compensación que involucra el aumento de la expresión p75, el receptor de baja afinidad para NGF. También se analizó el efecto de K252a, inhibidor del receptor trkA, en células de granulosa humana tratadas con NGF. La preincubación con el inhibidor revirtió en forma significativa el aumento de mRNA y proteína de VEGF inducido por NGF. A continuación, se quiso saber si NGF inducía la activación de MAPK asociadas a la fosforilación del receptor trkA en el ovario, y si la producción del mensajero o proteína de VEGF y TGF[beta]1 dependía de esta vía de señalización. Para estudiar esto se utilizó el modelo de células de granulosa humana en cultivo. Análisis de western blot mostraron que hubo un incremento significativo en la proporción de proteínas ERK 2 fosforiladas respecto de ERK 2 totales, luego de 5 minutos de estimulación con NGF. Además, el incremento en la expresión de mRNA y proteína de VEGF fue prevenido por la incubación previa con U0126, un inhibidor de la proteína MEK, responsable de la fosforilación de ERK 1/2. El factor de transcripción HIF1 es uno de los responsables de la activación transcripcional de VEGF como respuesta a la hipoxia, pero también frente al estímulo con factores de crecimiento. No se produjo un cambio en el contenido de mRNA de la isoforma inducible de HIF1, HIF1[alfa] en células de granulosa humana estimuladas con NGF 50 ng/ml por 8 horas. Sin embargo, en ovario de rata neonata en cultivo, el contenido de mRNA de HIF1[alfa] aumenta en los tejidos estimulados con NGF por 2 horas. Finalmente, se quiso verificar si existían acciones indirectas de NGF sobre la proliferación de células endoteliales, a través del aumento en los niveles de VEGF. Para esto se realizó un ensayo de angiogénesis in vitro, en el cual el medio condicionado de células de granulosa tratadas con NGF se utilizó para estimular células endoteliales provenientes de cordón umbilical humano (células HUVEC). El medio condicionado no indujo mayor proliferación de células endoteliales, probablemente debido a que la concentración de VEGF en éste era muy baja para estimular la proliferación en las células HUVEC. Sin embargo, es muy importante destacar que estudios in vivo realizados en ratas con niveles ováricos elevados de NGF, inducidos por denervación, y en ratones transgénicos que sobreexpresan NGF en el ovario, demostraron que esta neurotrofina es capaz de incrementar la vascularización en ovario de roedores prepúberes. Los resultados aquí reportados no permiten establecer si el efecto de NGF sobre la vascularización ovárica es una consecuencia del aumento de VEGF. La señalización de NGF es esencial para la ovulación. Por otra parte, se produce un marcado aumento de la expresión ovárica de VEGF en la etapa periovulatoria. Los resultados presentados indican que NGF es capaz de aumentar la expresión de VEGF y la vascularización ovárica. De acuerdo con lo anterior, existiría una asociación entre el alza periovulatoria de NGF, y el aumento de VEGF y de los capilares ováricos. Esto podría tener importantes aplicaciones en el área de la medicina reproductiva y las terapias contra el cáncer, ya que amplía la información acerca de los elementos reguladores de la angiogénesis en el ovario.