Espressione dell’ACE2 nel rene e nel polmone dopo un ACE-inibitore o un bloccante del recettore dell’Ang II: Implicazioni per COVID-19

• ACE2
• enzima di conversione dell’angiotensina 2
• inibitori dell’ACE
• bloccanti del recettore dell’angiotensina
• COVID-19

Dopo il riconoscimento all’inizio del 2020 che l’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2) è il principale recettore del coronavirus 2 della sindrome respiratoria acuta grave (SARS-CoV-2),1 sono state rapidamente sollevate preoccupazioni circa l’uso di bloccanti del sistema renina-angiotensina (RAS) in pazienti con malattia da coronavirus 2019 (COVID-19).2-⇓4 Le preoccupazioni erano in gran parte basate su studi precedenti che mostravano che i bloccanti del recettore dell’angiotensina II tipo 1 (AT1) (ARBs) e gli ACE inibitori possono upregolare ACE2 in certe condizioni sperimentali, anche se i risultati non sono sempre stati coerenti.3-Tuttavia, la questione è importante perché alcuni gruppi di pazienti a rischio di grave COVID-19-inclusi quelli con ipertensione, malattie cardiache, diabete mellito e gli anziani – sono spesso trattati con bloccanti RAS.2

Negli epiteli polarizzati, come i polmoni, i reni e l’intestino, ACE2 nella sua forma completa è ancorata alla membrana plasmatica apicale.7,8 Anche se i reni hanno abbondante ACE2 nel tubulo prossimale, i polmoni hanno un basso livello di espressione di ACE2.9,10 Tuttavia, i pneumociti di tipo 2 esprimono ACE2 e, inoltre, possiedono Transmembrane protease, serina 2 (TMPRSS2), una proteasi critica per il priming del complesso ACE2-SARS-CoV-2, un passo necessario per l’ingresso cellulare.1,10 L’effetto di ACE inibitori e ARBs su ACE2 espressione proteica nei polmoni, tuttavia, non è stato precedentemente riportato. Per approfondire questa questione, abbiamo usato lisati renali e polmonari per esaminare l’effetto di captopril e telmisartan, somministrato per 2 settimane, per inibire farmacologicamente l’attività ACE e il recettore AT1, rispettivamente.

Abbiamo anche studiato l’effetto della carenza di ACE del rene sull’espressione ACE2 del rene in due modelli genetici di ablazione ACE del rene per indagare l’effetto della carenza di ACE del rene sull’espressione ACE2 del rene. I nostri risultati nei due modelli di ablazione genetica dell’ACE renale, globale nei topi ACE.4 (Figura supplementare 1) e limitata al rene nei topi ACE8/8 (Figura supplementare 2), hanno rivelato che la mancanza di proteina ACE era associata ad una significativa riduzione della proteina ACE2 del rene che non era accompagnata da una riduzione del mRNA dell’ACE2 del rene.

La corteccia renale dei topi trattati con captopril o telmisartan per 2 settimane e rispettivi controlli trattati con veicoli sono stati utilizzati per valutare l’mRNA, la proteina e l’attività dell’ACE2 (vedi metodi nell’Appendice supplementare). Non sono stati trovati cambiamenti significativi nei livelli di mRNA tra i topi trattati con captopril e quelli di controllo (99%±21% del controllo). L’attività e la proteina di ACE2 erano inferiori nei lisati dei topi trattati con captopril (81%±8% e 71%±5% dei topi di controllo, rispettivamente) ma la differenza non ha raggiunto la significatività statistica. Nelle membrane isolate, tuttavia, la diminuzione della proteina ACE2 del rene era profonda e statisticamente significativa (37%±4% dei topi trattati con il veicolo; P=0,0004) (Figura 1A). Questa diminuzione di ACE2 legata alla membrana è stata associata a un aumento significativo della proteina citosolica ACE2 (Figura 1D), suggerendo l’internalizzazione della proteina. Con la microscopia confocale (Figura 1C), la colorazione di ACE2 era per lo più apicale, ma potrebbe anche essere visto nel citoplasma delle cellule tubulari da topi trattati con captopril, che era meno evidente nei topi di controllo. ACE colorazione, al contrario, è rimasto limitato alla membrana apicale (Figura 1C).

La proteinaACE2 nei lisati renali totali dei topi trattati con telmisartan non era significativamente diversa dai topi trattati con veicolo (114%±16%). Tuttavia, in membrane renali isolate, c’era una significativa diminuzione della proteina ACE2 (76% ± 9% dei topi trattati con il veicolo; P = 0,03) (Figura 1B).

Nel tessuto polmonare, la proteina ACE2 è basso.9,10 Coerente con questo, i tentativi di eseguire Western blot con lisati totali o membrane isolate non ha dato un segnale. Pertanto, i nostri risultati sono limitati all’attività ACE2 che, anche se bassa, è stata costantemente rilevata e può essere considerata un surrogato per l’abbondanza relativa della proteina. Né captopril né telmisartan ha avuto un effetto significativo sull’attività ACE2 nei lisati totali del polmone (Figura 3 supplementare).

Similmente, nelle membrane polmonari, l’attività ACE2 non è stata influenzata né da captopril (Figura 1E) né da telmisartan (Figura 1F).

Nella valutazione delle quantità relative di ACE2 che può agire come recettore della SARS-CoV-2, ciò che conta di più è l’abbondanza della proteina ACE2 completa, legata alla membrana. Nel tessuto polmonare, la proteina ACE2 è rilevabile solo nei pneumociti di tipo 2. In questo tipo di cellule è presente anche la Transmembrane protease, serine 2 (TMPRSS2), una proteasi critica per l’attivazione e la fusione del complesso SARS-CoV-2 e ACE2.1,10

Negli epiteli polarizzati come nei polmoni, nei reni e nell’intestino, ACE2 nella sua forma completa è ancorata alla membrana plasmatica apicale.7,8,10 Qui dimostriamo che captopril e telmisartan entrambi diminuire rene proteina ACE2 nelle membrane renali senza incidere significativamente l’abbondanza della proteina nei lisati totali del rene (Figura 1). Il captopril, in particolare, ha prodotto una marcata diminuzione della proteina ACE2 nelle membrane renali mentre aumentava l’ACE2 citosolico (Figura 1).

In conclusione, l’ablazione genetica e l’inibizione dell’ACE renale sono entrambe accompagnate da una riduzione dell’espressione dell’ACE2 renale. Questo suggerisce che i cambiamenti nell’espressione di un enzima possono provocare cambiamenti altrettanto direzionali nell’altro omologo, in modo che la formazione e la degradazione dell’angiotensina II possano essere regolate. La somministrazione di un ACE inibitore, captopril, e di un ARB, telmisartan, ha diminuito l’espressione della proteina ACE2 nelle membrane isolate dal rene. Ogni tipo di bloccante RAS non ha avuto alcun effetto rilevabile sull’attività di ACE2 nelle membrane isolate dal polmone. Questi risultati mostrano complessivamente che ACE2 non è aumentata in due organi che sono potenziali siti bersaglio dell’infezione da SARS-CoV-2. Infatti, nelle membrane apicali del rene, la proteina ACE2 è diminuita sia dopo la somministrazione di captopril che di telmisartan. Pertanto, concludiamo che i bloccanti RAS non aumentano ACE2 negli epiteli polmonari o renali. Se i cambiamenti nell’ACE2 a lunghezza intera sono effettivamente sufficienti per influenzare l’infettività della SARS-CoV-2, il rischio non può essere aumentato dagli ACE-inibitori o dagli ARB. Questa scoperta sperimentale negli organi del topo supporta la posizione di molte società mediche e le recenti pubblicazioni che esprimono l’opinione che l’uso dei bloccanti RAS dovrebbe essere continuato nei pazienti a rischio di contrarre la COVID-19. Gli studi clinici in corso possono mostrare o meno il beneficio dell’uso dei bloccanti RAS nei pazienti con COVID-19, ma ciò che è chiaro è che non c’è un aumento del rischio di infettività usando i bloccanti RAS.

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