Angiotensina II en la hipófisis normal e hiperplásica

• Autores: González Iglesias, Arturo E.
• Año de publicación: 2001
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Becú de Villalobos, Damasia
• Materia: ANGIOTENSINA II; PROLACTINA; PROLACTINOMA; SUBTIPOS RECEPTORES; CALCIO INTRACELULAR; BROMOCRIPTINA; ESTEROIDES; HIPOFISIS; DOPAMINA; ANGIOTENSIN II; PROLACTIN; PROLACTINOMA; RECEPTOR SUBTYPES; INTRACELLULAR CALCIUM; BROMOCRIPTINE; STEROIDS; PITUITARY; DOPAMINE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La presencia de todos los componentes del sistema renina-angiotensina (RAS) en la adenohipófisis hasugerido que el componente activo de este sistema, el octapéptido Angiotensina II (AngII), actuaría endicha glándula como un factor autócrino o parácrino. Aún cuando se ha demostrado que AngII liberaprolactina (PRL) y adrenocorticotrofina (ACTH) tanto in vivo como in vitro a través de sus receptores detipo l (ATl), sc ignora todavía la relevancia fisiológica dc estos efectos. El objetivo de esta Tesis fueestudiar la participación del octapéptido cn la función hipofisaria normal y cómo la misma puedealterarse por procesos patológicos característicos dc la glándula. Con tal motivo, los ensayos serealizaron en adenohipófisis de ratas hembra adultas normales y en dos modelos experimentales deadenomas hipofisarios prolactinosecretantes (prolactinomas). Dado que AngII es un secretagogo de PRLutilizamos como parametros de estudio diferentes aspectos del proceso prolactinoliberador de AngII,incluyendo su mecanismo de transducción de señales (especialmente la señalización de Ca2+i y lossubtipos receptores del octapéptido involucrados en el mismo. En una primera caracterización de los efectos de AngII en adenohipófisis de rata normal (grupo control, CON), demostramos que la producción de inositol trifosfato (IP3), la movilización de Ca2+i y la liberaciónde PRL inducidas por AngII sufren una rápida y prolongada desensibilización homóloga y heteróloga. Asimismo, puesto que el Ca2+i es un factor esencial para la secreción hormonal y la proliferación ydiferenciación celular, ampliamos nuestro estudio del mecanismo de señalización intracelular del Ca2+i enla hipófisis normal y lo comparamos en detalle con los modelos experimentales mencionados. En experimentos de cultivo primario de células adenohipofisarias y ensayos de señalización de [Ca2+]iobservamos que AngII libera PRL a concentraciones fisiológicas en la hipófisis normal (grupo CON) através de una respuesta de [Ca2+]i bifásica, la cual se compone de una espiga inicial dependiente de lamovilización del contenido de Ca2+ de reservorios intracelulares sensibles a tapsigargina e IP3 y una faseposterior de meseta dependiente del influjo de Ca2+e. En contraste, el efecto prolactinoliberador del octapéptido se encuentra significativamente disminuido encélulas adenohipofisarias provenientes de prolactinomas inducidos mediante el tratamiento crónico invivo con dietilstilbestrol (grupo DES). Además de la disminución del número de receptores hipofisarios AT1 ya descripta en este modelo experimental, la atenuación del efecto prolactinoliberador deloctapéptido en estas células se encontró asociada con una profunda alteración de su patrón deseñalización de [Ca2+]i, que se caracterizó por la ausencia completa de la fase inicial de espiga de [Ca2+]iy la presencia de una señal monofásica de tipo meseta enteramente dependiente del influjo de Ca2+e ymediada parcialmente por canales de calcio dependientes del voltaje tipo L (VDCC). A pesar de estasmodificaciones, las respuestas fueron mediadas por el mismo subtipo receptor (AT1) en ambos gruposexperimentales. En otros ensayos, demostramos la especificidad de la alteración de la señal de Ca2+i en respuesta al estímulo de AngII, cuyo patrón característico fue reproducido en prolactinomas de ratonescon deficiencia funcional del receptor dopaminérgico D2. Por otra parte, dado que se ha descripto que el octapéptido actúa como factor angiogénico y mitogénicoen varios tejidos, evaluamos la capacidad de AngII para inducir la proliferación y la activación dep44/p42 en células adenohipofisarias normales e hiperplásicas. Experimentos de incorporación de 3 [3H]-timidinaindicaron que el octapéptido no promueve la proliferación celular en células adenohipofisariastanto normales (grupo CON) como hiperplásicas (grupo DES), a pesar de que dicho agonista estimulasignificativamente la actividad de p44/p42 en ambos grupos. El tratamiento in vivo de las ratas estrogenizadas con el agonista dopaminérgico D2, bromocriptina (DES+Bro), retornó parcialmente la prolactinemia a niveles normales e indujo una marcada regresión delos prolactinomas, si bien no fue evidente una recuperación del contenido hipofisario de PRL. Larecuperación parcial de los parámetros in vivo se correlacionó con una restauración paralela de lasecreción de PRL y la espiga de Ca2+i inducidas in vitro por AngII en células hipofisarias de este grupo. Inesperadamente, el tratamiento in vivo de la hiperplasia hipofisaria con progesterona (grupo DES+P4)potenció el efecto prolactinoliberador del octapéptido a través de un mecanismo sinérgico entre losreceptores AT1 y AT2, a pesar de que dicho progestágeno no revirtió ni la hiperprolactinemia ni eltamaño de los tumores. Resultados de Western Blot indicaron por primera vez la presencia de losreceptores AT2 en la adenohipófisis, cuya expresión se encontró marcadamente aumentada en los gruposhiperplásicos (DES y DES+P4). Por otra parte, cuando la hiperplasia fue revertida con el tratamiento invivo con bromocriptina (DES+Bro), la expresión del receptor AT2 disminuyó hasta recuperar el nivelexpresado en el grupo control. Ninguno de los cotratamientos empleados (bromocriptina o P4) indujocambios en la baja expresión de los receptores AT1 característica del grupo DES. En conclusión, los presentes estudios en modelos animales de prolactinoma indicarían la existencia deuna compleja interrelación entre el RAS hipofisario, el sistema dopaminérgico, y los esteroides ováricosen la función hipofisaria. Modificaciones en esta delicada red de interacciones, podrían explicar laalteración del comportamiento hipofisario frente a ciertos secretagogos como AngII. Los resultadosobtenidos son compatibles con la hipótesis de una activación del RAS hipofisario durante el proceso dehiperplasia y podrían ser de potencial interés en diversas áreas de la farmacoterapia como el tratamientode prolactinomas resistentes o no a agonistas D2, el tratamiento hormonal de reemplazo en lapostmenopausia y el tratamiento de enfermedades cardiovasculares como la insuficiencia cardíaca y lahipertensión.
The description of all components of the renin-angiotensin system (RAS) in the adenohypophysis hassuggested that the biologically active element of this system, the octapeptide Angiotensin II (AngII),might act locally as an autocrine and paracrine factor. In spite of that it has been previously demonstratedthat AngII releases prolactin (PRL) and adrenocorticotrophin hormone (ACTH) in vivo and in vitrothrough type 1 receptors (AT1), the significance of these effects in endocrine physiology remain largelyunknown. The main focus of the present Thesis was on the role of the octapeptide in pituitary physiologyand so studies were performed in normal adult female rat adenohypophyseal cells and on prolactin-secretingtumoral cells obtained from two experimental models of prolactinoma. Since AngII is a PRLsecretagoge, different aspects of the AngII induced PRL release process such as receptor subtypesinvolved and signal transduction mechanism (specially, intracellular Ca2+ signaling) were studied asparametters of biological action. In our first characterization studies on AngII action in normal adenohypophyseal rat cells (CON group),we showed that the octapeptide induced inositol triphosphate (IP3) production, Ca2+ mobilization and PRL release undergo homologous and heterologous desensitization that was rapid in its outcome butprolonged in its duration. Since Ca2+i is an essential factor for hormonal secretion and cell differentiationand proliferation, we extend our work on the Ca2+i signaling mechanism evoked by AngII in normalpituitaries in order to compare it in detail with responses obtained in the above mentioned prolactinomamodels. In primary cell culture and Ca2+i signaling assays, we demonstrated that AngII releases PRL atphysiological concentrations in normal adenohypophyseal cells (CON group) through a biphasic [Ca2+]iresponse composed by an initial spike increase dependent on IP3 and tapsigargin sensitive intracellular Ca2+ pools and a delayed plateau phase that relied in Ca2+e influx. In contrast, the octapeptide PRL releasing effect was found to be significantly diminished inadenohypophyseal cells from experimental prolactinomas induced in vivo by chronic treatment withdietilstilbestrol (DES group). Besides the previously described downregulation of hypophyseal AT1receptors in this experimental model, attenuation of the AngII induced prolactin releasing effect in thesecells was found to be associated with a dramatic alteration in its [Ca2+]i signaling pattern, which wascharacterized by a complete absence of the initial [Ca2+]i Spike phase, and the presence of a monophasic,plateau phase entirely dependent on [Ca2+]e influx and partially mediated by L- type voltage dependentcalcium channels (L type-VDCC). In spite of these changes, responses were mediated by the samereceptor subtype (AT1) in both experimental groups. Further studies demonstrated that the alteration ofthe AngII induced [Ca2+]i signal was specific; and its characteristical pattern could be reproduced inexperimental prolactinomas from dopamine D2 receptor-deficient mice. Since it was described that the octapeptide can act as both an angiogenic and a mitogenic factor inseveral tissues, we evaluated the ability of AngII to induce cell proliferation and activation of p44/p42 innormal (CON group) and hyperplasic (DES group) adenohypophyseal cells. [3H]-tymidine incorporationassays showed that the octapeptide does not promote cell proliferation in adenohypophyseal cells fromeither group at the concentration range studied (0.1-100 nM), though the agonist significantly stimulatesp44 and p42 activity in these cells. In vivo treatment of estrogenized rats with a D2 receptor dopaminergic agonist, bromocriptine (DES+Brogroup), paitially returned prolactinemia to normal values and induced a remarkable regression of thepituitaiy adenomas, though a restoration of pituitary PRL content was not evident. Partial recovery of thein vivo parameters was correlated with a paralleled restoration of in vitro effects of AngII on PRLsecretion and [Ca2+]i spike increase in freshly obtained adenohypophyseal cells from this group. Unexpectcdly, though the in vivo treatment of pituitary hyperplasia with progesterone (DES+P4 group)could not revert neither the hiperprolactinemia nor the adenoma growth, it effectively potentiated theoctapeptide PRL releasing effect through a sinergistic mechanism that couples both AT1 and AT2receptors. Western blot results indicated for the first time the unequivocal presence of AT2 receptorsubtype expression at the adenohypophysis, which was found notably upregulated in the hyperplasicgroups (DES and DES+P4 groups). On the other hand, when development of hyperplasia was reverted bythe in vivo co-treatment with bromocriptine (DES+Bro group), AT2 receptor expression dropped until itrecovered control levels. Neither bromocriptine, nor P4 cotreatrnent induced any change on the diminished AT1 receptor expression level typical of hyperplasic cells. In conclusion, the present studies and results drawn from these animal models of prolactinoma seem toindicate the existence of a complex anay of interactions between the hypophyseal RAS, the dopaminergicsystem and ovaric steroids, that determine pituitary function. Subtle changes in this delicate net ofinteractions might explain the alteration of pituitary behaviour in front of certain secretagogues such as AngII. The results obtained are compatible with the hypothesis that RAS becomes activated during thegenesis of the hyperplasic process in the pituitary, and thus they might be of potential interest in multipleareas of pharmacotherapy, like the treatment of agonist D2 resistant prolactinomas, replacement hormonetherapy at postmenopausia and the management of cardiovascular disorders like cardiac failure andhypertension.
Fil: González Iglesias, Arturo E.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.