- ACE2
- enzima convertidora de angiotensina 2
- inhibidores de la ECA
- bloqueadores de los receptores de angiotensina
- COVID-19
Tras el reconocimiento a principios de 2020 de que la enzima convertidora de angiotensina 2 (ECA2) es el principal receptor del coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo 2 (SARS-CoV-2),1 rápidamente surgió la preocupación por el uso de bloqueadores del sistema renina-angiotensina (SRA) en pacientes con la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19).2-⇓4 Las preocupaciones se basaban en gran medida en estudios anteriores que mostraban que los bloqueadores de los receptores de la angiotensina II tipo 1 (AT1) y los inhibidores de la ECA pueden regular al alza la ECA2 en determinadas condiciones experimentales, aunque los resultados no siempre han sido consistentes.3-⇓⇓6 No obstante, la cuestión es importante porque ciertos grupos de pacientes con riesgo de COVID-19 grave -incluidos los que padecen hipertensión, cardiopatía, diabetes mellitus y los ancianos- suelen ser tratados con bloqueadores del SRA.2
En epitelios polarizados, como los pulmones, los riñones y el intestino, la ECA2 en su forma completa está anclada a la membrana plasmática apical.7,8 Aunque los riñones tienen abundante ECA2 en el túbulo proximal, los pulmones tienen un bajo nivel de expresión de ECA2.9,10 Sin embargo, los neumocitos de tipo 2 expresan ECA2 y, además, poseen la proteasa transmembrana, serina 2 (TMPRSS2), una proteasa crítica para el cebado del complejo ECA2-SARS-CoV-2, un paso necesario para la entrada en la célula.1,10 Sin embargo, no se ha informado previamente del efecto de los inhibidores de la ECA y de los ARA sobre la expresión de la proteína ECA2 en los pulmones. Para comprender mejor esta cuestión, utilizamos lisados de riñón y pulmón para examinar el efecto del captopril y el telmisartán, administrados durante 2 semanas, para inhibir farmacológicamente la actividad de la ECA y el receptor AT1, respectivamente.
También estudiamos el efecto de la deficiencia de la ECA renal sobre la expresión de la ECA2 renal en dos modelos genéticos de ablación de la ECA renal para investigar el efecto de la deficiencia de la ECA renal sobre la expresión de la ECA2 renal. Nuestros hallazgos en los dos modelos de ablación genética de la ECA renal, global en los ratones ACE.4 (Figura Suplementaria 1) y restringida al riñón en los ratones ACE8/8 (Figura Suplementaria 2), revelaron que la falta de proteína de la ECA se asoció con una reducción significativa de la proteína de la ECA2 renal que no se acompañó de una reducción del ARNm de la ECA renal.
La corteza renal de los ratones tratados con captopril o telmisartán durante 2 semanas y los respectivos controles tratados con vehículo se utilizaron para evaluar el ARNm, la proteína y la actividad de la ECA2 (véase los métodos en el Apéndice Suplementario). No se encontraron cambios significativos en los niveles de ARNm entre los ratones tratados con captopril y los controles (99%±21% del control). La actividad y la proteína de la ECA2 fueron menores en los lisados de los ratones tratados con captopril (81%±8% y 71%±5% de los ratones de control, respectivamente), pero la diferencia no alcanzó significación estadística. Sin embargo, en las membranas aisladas, la disminución de la proteína renal de la ECA2 fue profunda y estadísticamente significativa (37%±4% de los ratones tratados con vehículo; P=0,0004) (Figura 1A). Esta disminución de la ECA2 unida a la membrana se asoció a un aumento significativo de la proteína ECA2 citosólica (Figura 1D), lo que sugiere la internalización de la proteína. Mediante microscopía confocal (Figura 1C), la tinción de la ECA2 era mayoritariamente apical, pero también podía verse en el citoplasma de las células tubulares de los ratones tratados con captopril, lo que era menos evidente en los ratones control. La tinción de la ECA, por el contrario, permaneció restringida a la membrana apical (Figura 1C).
Expresión de ACE2 en las membranas de riñón y pulmón de ratones tratados con captopril y telmisartán. (A y B) Proteína ACE2 en las membranas renales de (A) ratones tratados con captopril y (B) con telmisartán. *P<0,05; **P<0,01. (C) Microscopía confocal del túbulo proximal del riñón mostrando la ECA2 (rojo), la ECA (verde) y la imagen combinada (amarillo). La ECA2 y la ECA se encuentran principalmente en el sitio apical tanto en los ratones de control (panel superior) como en los tratados con captopril (panel inferior). También se observa la tinción de ACE2 en el citoplasma (flecha doble) de un ratón tratado con captopril, que no es tan evidente en los ratones de control. El recuadro (D) (gráficos de barras) muestra un aumento significativo de la proteína ACE2 citosólica en las membranas citosólicas de los ratones tratados con captopril en comparación con los tratados con vehículo, *P<0,05. Los datos se expresan como porcentaje del control. (E y F) Actividad enzimática de la ECA2 en preparaciones de membranas aisladas de pulmones de (E) ratones tratados con captopril y (F) con telmisartán. En los pulmones, no se detectaron diferencias significativas en comparación con sus respectivos controles. Act, actividad; Telm, telmisartán.
La proteína ACE2 en los lisados renales totales de los ratones tratados con telmisartán tampoco fue significativamente diferente de los ratones tratados con vehículo (114%±16%). Sin embargo, en las membranas renales aisladas, hubo una disminución significativa de la proteína ACE2 (76%±9% de los ratones tratados con vehículo; P=0,03) (Figura 1B).
En el tejido pulmonar, la proteína ACE2 es baja.9,10 En consonancia con esto, los intentos de realizar Western blots con lisados totales o membranas aisladas no produjeron una señal. Por lo tanto, nuestros resultados se limitan a la actividad de la ECA2 que, aunque baja, se detectó de forma consistente y puede considerarse un sustituto de la abundancia relativa de proteínas. Ni el captopril ni el telmisartán tuvieron un efecto significativo sobre la actividad de la ECA2 en los lisados totales de pulmón (Figura suplementaria 3).
Al igual que en las membranas de pulmón, la actividad de la ECA2 no se vio afectada ni por el captopril (Figura 1E) ni por el telmisartán (Figura 1F).
Al evaluar las cantidades relativas de ACE2 que pueden actuar como receptor del SARS-CoV-2, lo que más importa es la abundancia de la proteína ACE2 de longitud completa unida a la membrana. En el tejido pulmonar, la proteína ACE2 sólo es detectable en los neumocitos de tipo 2. En este tipo de células, la proteasa transmembrana, serina 2 (TMPRSS2), una proteasa crítica para la activación y fusión del complejo SARS-CoV-2 y ACE2, también está presente.1,10
En epitelios polarizados como los de los pulmones, los riñones y el intestino, ACE2 en su forma completa está anclada a la membrana plasmática apical.7,8,10 Aquí mostramos que tanto el captopril como el telmisartán disminuyen la proteína renal ACE2 en las membranas renales sin afectar significativamente la abundancia de la proteína en los lisados renales totales (Figura 1). El captopril, en particular, produjo una marcada disminución de la proteína ACE2 en las membranas renales mientras que aumentó la ACE2 citosólica (Figura 1).
En conclusión, la ablación genética y la inhibición de la ACE renal se acompañan ambas de una reducción de la expresión de la ACE2 renal. Esto sugiere que los cambios en la expresión de una enzima pueden provocar cambios direccionales similares en el otro homólogo, de manera que se puede regular la formación y la degradación de la angiotensina II. La administración de un inhibidor de la ECA, el captopril, y de un ARA, el telmisartán, disminuyó la expresión de la proteína ECA2 en las membranas aisladas del riñón. Cada tipo de bloqueador del SRA no tuvo ningún efecto detectable sobre la actividad de la ECA2 en las membranas aisladas del pulmón. Estos hallazgos muestran en conjunto que la ECA2 no está aumentada en dos órganos que son sitios potenciales de infección por el SARS-CoV-2. De hecho, en las membranas apicales del riñón, la proteína ACE2 disminuye tras la administración de captopril y telmisartán. Por lo tanto, concluimos que los bloqueadores del SRA no aumentan la ECA2 en los epitelios pulmonares o renales. Si los cambios en la ECA2 de longitud completa son realmente suficientes para afectar a la infectividad del SARS-CoV-2, el riesgo no puede ser aumentado por los inhibidores de la ECA o los ARA. Este hallazgo experimental en órganos de ratones apoya la posición de muchas sociedades médicas y publicaciones recientes que expresan la opinión de que el uso de bloqueadores del SRA debe continuar en pacientes con riesgo de contraer el COVID-19. Los ensayos clínicos en curso pueden mostrar o no el beneficio del uso de bloqueadores del SRA en pacientes con COVID-19, pero lo que está claro es que no hay un mayor riesgo de infectividad por el uso de bloqueadores del SRA.
Divulgaciones
D. Batlle es coinventor de la patente «Variantes activas de bajo peso molecular de la enzima convertidora de angiotensina 2», fundador de «Angiotensin Therapeutics Inc. «J. Wysocki es coinventor de la patente «Variantes activas de bajo peso molecular de la enzima convertidora de angiotensina 2». Todos los demás autores no tienen nada que revelar.
Financiación
D. Batlle fue financiado por el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas del Riñón con la subvención RO1DK104785.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Joseph y Bessie Feinberg (Dr. Daniel Batlle). Agradecemos al Dr. Hong D. Xiao (Providence Portland Medical Center, Portland, OR) y al Dr. Kenneth E. Bernstein (Cedars Sinai, Los Angeles, CA) por proporcionar generosamente riñones de modelos con deficiencia de ECA. El Dr. Daniel Batlle informa del apoyo no financiero de Angiotensin Therapeutics Inc. al margen del trabajo presentado. La Dra. María José Soler declara honorarios personales de AstraZeneca, apoyo no financiero de Boehringer Ingelheim, apoyo no financiero de Eli Lilly, honorarios personales y apoyo no financiero de Esteve, honorarios personales de FMC, honorarios personales de Janssen, honorarios personales de Mundipharma y honorarios personales de NovoNordisk, fuera del trabajo presentado.
Material suplementario
Este artículo contiene el siguiente material suplementario en línea en http://jasn.asnjournals.org/lookup/suppl/doi:10.1681/ASN.2020050667/-/DCSupplemental.
Apéndice suplementario.
Figura 1. Proteína, actividad enzimática y ARNm de la ECA2 en riñones de ratones ACE.4.
Supplemental Figure 2. Proteína, actividad y ARNm de ACE2 en riñones de ratones ACE 8/8 y controles de tipo salvaje.
Suplemento Figura 3. Actividad de la ECA2 en lisados celulares totales de pulmones de ratones tratados con captopril (A) y telmisartán (B).
Footnotes
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Publicado en línea antes de la impresión. Fecha de publicación disponible en www.jasn.org.
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