Expresia ACE2 la rinichi și plămâni după administrarea unui inhibitor ACE sau a unui blocant al receptorului Ang II: Implicații pentru COVID-19

• ACE2
• Enzima de conversie a angiotensinei 2
• Inhibitori ACE
• Blocante ale receptorilor de angiotensină
• COVID-19

După recunoașterea la începutul anului 2020 a faptului că enzima de conversie a angiotensinei 2 (ACE2) este principalul receptor pentru coronavirusul 2 al sindromului respirator acut sever (SARS-CoV-2),1 au apărut rapid îngrijorări cu privire la utilizarea blocantelor sistemului renină-angiotensină (SRA) la pacienții cu boala coronavirus 2019 (COVID-19).2-⇓4 Îngrijorările s-au bazat în mare parte pe studii anterioare care au arătat că blocantele receptorilor de angiotensină II de tip 1 (AT1) și inhibitorii ECA pot crește nivelul ACE2 în anumite condiții experimentale, deși rezultatele nu au fost întotdeauna consecvente.3-⇓⇓6 Cu toate acestea, întrebarea este importantă, deoarece anumite grupuri de pacienți cu risc de COVID-19 sever – inclusiv cei cu hipertensiune arterială, boli de inimă, diabet zaharat și vârstnici – sunt adesea tratați cu blocante ale SRA.2

În epiteliile polarizate, cum ar fi plămânii, rinichii și intestinul, ACE2 în forma sa completă este ancorată la membrana plasmatică apicală.7,8 Deși rinichii au o abundență de ACE2 în tubulii proximali, plămânii au un nivel scăzut de expresie a ACE2.9,10 Cu toate acestea, pneumocitele de tip 2 exprimă ACE2 și, în plus, posedă protează transmembranară, serină 2 (TMPRSS2), o protează critică pentru amorsarea complexului ACE2-SARS-CoV-2, o etapă necesară pentru intrarea în celule.1,10 Cu toate acestea, efectul inhibitorilor ACE și al BRA asupra expresiei proteinei ACE2 în plămâni nu a fost raportat anterior. Pentru a înțelege mai bine această întrebare, am folosit lizate de rinichi și plămâni pentru a examina efectul captoprilului și al telmisartanului, administrate timp de 2 săptămâni, pentru a inhiba farmacologic activitatea ACE și, respectiv, receptorul AT1.

Am studiat, de asemenea, efectul deficienței ACE renale asupra expresiei ACE2 renale în două modele genetice de ablație a ACE renale pentru a investiga efectul deficienței ACE renale asupra expresiei ACE2 renale. Constatările noastre în cele două modele de ablație genetică a ACE renale, globale în cazul ACE.4 șoareci (figura suplimentară 1) și restrânse la rinichi la șoarecii ACE8/8 (figura suplimentară 2), au arătat că lipsa proteinei ACE a fost asociată cu o reducere semnificativă a proteinei ACE2 la rinichi, care nu a fost însoțită de o reducere a ARNm al ACE2 la rinichi.

Cortexul renal al șoarecilor tratați cu captopril sau telmisartan timp de 2 săptămâni și controalele respective tratate cu vehicul au fost utilizate pentru a evalua ARNm, proteina și activitatea ACE2 (a se vedea metodele din apendicele suplimentar). Nu s-au constatat modificări semnificative ale nivelurilor ARNm între șoarecii tratați cu captopril și șoarecii de control (99%±21% din control). Activitatea și proteina ACE2 au fost mai scăzute în lizații de la șoarecii tratați cu captopril (81%±8% și, respectiv, 71%±5% din șoarecii de control), dar diferența nu a atins semnificația statistică. Cu toate acestea, în membranele izolate, scăderea proteinei ACE2 din rinichi a fost profundă și semnificativă din punct de vedere statistic (37%±4% din șoarecii tratați cu vehicul; P=0,0004) (Figura 1A) (Figura 1A). Această scădere a ACE2 legată de membrană a fost asociată cu o creștere semnificativă a proteinei ACE2 citosolice (Figura 1D), sugerând internalizarea proteinei. Prin microscopie confocală (Figura 1C), colorarea ACE2 a fost în principal apicală, dar a putut fi observată și în citoplasma celulelor tubulare de la șoarecii tratați cu captopril, ceea ce a fost mai puțin evident la șoarecii de control. Colorarea ACE, în schimb, a rămas limitată la membrana apicală (figura 1C).

Proteina ACE2 în lizații renali totali de la șoarecii tratați cu telmisartan nu a fost, de asemenea, semnificativ diferită față de șoarecii tratați cu vehicul (114%±16%). Cu toate acestea, în membranele izolate de rinichi, a existat o scădere semnificativă a proteinei ACE2 (76%±9% din șoarecii tratați cu vehicul; P=0,03) (Figura 1B).

În țesutul pulmonar, proteina ACE2 este scăzută.9,10 În concordanță cu acest lucru, încercările de a efectua Western blot fie cu lizate totale, fie cu membrane izolate, nu au produs un semnal. Prin urmare, rezultatele noastre se limitează la activitatea ACE2 care, deși scăzută, a fost detectată în mod constant și poate fi considerată un surogat pentru abundența proteică relativă. Nici captoprilul, nici telmisartanul nu au avut un efect semnificativ asupra activității ACE2 în lizații pulmonari totali (Figura suplimentară 3).

La fel, în membranele pulmonare, activitatea ACE2 nu a fost afectată nici de captopril (Figura 1E), nici de telmisartan (Figura 1F).

În evaluarea cantităților relative de ACE2 care pot acționa ca receptor SARS-CoV-2, ceea ce contează cel mai mult este abundența proteinei ACE2 de lungime completă, legată de membrană. În cadrul țesutului pulmonar, proteina ACE2 este detectabilă numai în pneumocitele de tip 2. În acest tip de celule, este prezentă și proteaza transmembranară, serina 2 (TMPRSS2), o protează esențială pentru activarea și fuziunea complexului SARS-CoV-2 și ACE2.1,10

În epiteliile polarizate, cum ar fi cele din plămâni, rinichi și intestin, ACE2 în forma sa completă este ancorată la membrana plasmatică apicală.7,8,10 Aici arătăm că atât captoprilul, cât și telmisartanul scad proteina ACE2 renală în membranele renale fără a afecta semnificativ abundența proteinei în lizații renale totale (figura 1). Captoprilul, în special, a produs o scădere marcată a proteinei ACE2 în membranele renale, în timp ce a crescut ACE2 citosolică (Figura 1).

În concluzie, ablația genetică și inhibarea ACE renală sunt ambele însoțite de o reducere a expresiei ACE2 renale. Acest lucru sugerează că modificările în expresia unei enzime pot determina modificări direcționale similare în celălalt omolog, astfel încât formarea și degradarea angiotensinei II pot fi reglementate. Administrarea unui inhibitor ACE, captopril, și a unui ARB, telmisartan, a redus expresia proteinei ACE2 în membranele izolate de rinichi. Fiecare tip de blocant SRA nu a avut niciun efect detectabil asupra activității ACE2 în membranele izolate de plămâni. Aceste constatări arată, în ansamblu, că ACE2 nu este crescută în două organe care sunt potențiale situsuri țintă pentru infecția cu SARS-CoV-2. De fapt, în membranele apicale renale, proteina ACE2 este diminuată atât după administrarea de captopril, cât și de telmisartan. Prin urmare, concluzionăm că blocantele SRA nu cresc ACE2 nici în epiteliile pulmonare și nici în cele renale. În cazul în care modificările în ACE2 de lungime completă sunt într-adevăr suficiente pentru a afecta infectivitatea SARS-CoV-2, riscul nu poate fi crescut de către inhibitorii ACE sau ARB. Această constatare experimentală pe organe de șoarece susține poziția multor societăți medicale și publicații recente care exprimă opinia că utilizarea blocantelor SRA ar trebui continuată la pacienții cu risc de a contracta COVID-19. Studiile clinice în curs de desfășurare pot sau nu să arate beneficiile utilizării blocantelor RAS la pacienții cu COVID-19, dar ceea ce este clar este că nu există un risc crescut de infecțiozitate prin utilizarea blocantelor RAS.

• Copyright © 2020 by the American Society of Nephrology

↵

1. Soler MJ,
2. Ye M,
3. Wysocki J,
4. William J,
5. Lloveras J,
6. Batlle D

: Localizarea ACE2 în vasculatura renală: Amplificare prin blocarea receptorilor angiotensinei II de tip 1 cu ajutorul telmisartanului. Am J Physiol Renal Physiol 296: F398-F405, 2009 pmid:19004932

↵

1. Ferrario CM,
2. Jessup J,
3. Chappell MC,
4. Averill DB,
5. Brosnihan KB,
6. Tallant EA, et al.

: Efectul inhibării enzimei de conversie a angiotensinei și al blocantelor receptorilor de angiotensină II asupra enzimei de conversie a angiotensinei 2 cardiace. Circulation 111: 2605-2610, 2005 pmid:15897343

↵

1. Ye M,
2. Wysocki J,
3. William J,
4. Soler MJ,
5. Cokic I,
6. Batlle D

: Localizarea și expresia glomerulară a enzimei de conversie a angiotensinei 2 și a enzimei de conversie a angiotensinei: Implicații pentru albuminurie în diabet. J Am Soc Nephrol 17: 3067-3075, 2006 pmid:17021266

↵

1. Hamming I,
2. Timens W,
3. Bulthuis MLC,
4. Lely AT,
5. Navis GJ, et al.

H: Distribuția tisulară a proteinei ACE2, receptorul funcțional pentru coronavirusul SARS. Un prim pas în înțelegerea patogenezei SARS. J Pathol 203: 631-637, 2004

↵

1. Serfozo P,
2. Wysocki J,
3. Gulua G,
4. Schulze A,
5. Ye M,
6. Liu P, et al.

: Conversia Ang II (angiotensină II) în angiotensină-(1-7) în circulație este dependentă de POP (prolyloligopeptidază) și independentă de ACE2 (enzima de conversie a angiotensinei 2). Hypertension 75: 173-182, 2020 pmid:31786979

↵

1. Ziegler CGK,
2. Allon SJ,
3. Nyquist SK,
4. Mbano IM,
5. Miao VN,
6. Tzouanas CN, et al.: HCA Lung Biological Network

: Receptorul SARS-CoV-2 ACE2 este o genă stimulată de interferon în celulele epiteliale ale căilor respiratorii umane și este detectată în subseturi de celule specifice în toate țesuturile. Cell 181: 1016-1035.e19, 2020 pmid:32413319