Acessibilidade / Reportar erro

O Condicionamento Farmacológico pode ser Resgatado pela Dexmedetodina: Como um Sedativo pode Mitigar Lesões de I/R?

Dexmedetomidina; Pharmacology; Mitofagia

O infarto agudo do miocárdio (IAM) é uma condição grave que afeta milhões de pessoas em todo o mundo.11. Heusch G. Myocardial Ischaemia-Reperfusion Injury and Cardioprotection in Perspective. Nat Rev Cardiol. 2020;17(12):773-89. doi: 10.1038/s41569-020-0403-y.
https://doi.org/10.1038/s41569-020-0403-...
Durante o IAM, o suprimento sanguíneo ao músculo cardíaco é interrompido, reduzindo a disponibilidade de nutrientes e oxigênio. Restaurar o fluxo sanguíneo é essencial para salvar o músculo cardíaco; paradoxalmente, a reperfusão não é um mecanismo inteiramente benigno e induz lesões de reperfusão.22. Heusch G. Molecular Basis of Cardioprotection: Signal Transduction in Ischemic Pre-, Post-, and Remote Conditioning. Circ Res. 2015;116(4):674-99. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.
https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA...
Portanto, tratamentos para atenuar lesões de isquemia-reperfusão (I/R) são necessários. Até o momento, não existem tratamentos farmacológicos totalmente eficazes para aliviar lesões de I/R em pacientes com IAM. No entanto, o condicionamento farmacológico com Dexmedetomidina, medicamento utilizado principalmente como sedativo e analgésico, tem sido relatado como um agente cardioprotetor promissor contra lesões de I/R.

Devido aos seus efeitos sedativos e analgésicos, a Dexmedetomidina é um agonista seletivo do receptor alfa-2 adrenérgico (α2-AR) comumente utilizado em hospitais, especialmente em unidades de terapia intensiva e salas cirúrgicas. Embora sua associação com proteção cardíaca tenha sido sugerida em estudos anteriores,33. Li J, Chen Q, He X, Alam A, Ning J, Yi B, et al. Dexmedetomidine Attenuates Lung Apoptosis Induced by Renal Ischemia-Reperfusion Injury Through α2AR/PI3K/Akt Pathway. J Transl Med. 2018;16(1):78. doi: 10.1186/s12967-018-1455-1.
https://doi.org/10.1186/s12967-018-1455-...

4. Yu P, Zhang J, Ding Y, Chen D, Sun H, Yuan F, et al. Dexmedetomidine Post-Conditioning Alleviates Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury in Rats by Ferroptosis Inhibition Via SLC7A11/GPX4 Axis Activation. Hum Cell. 2022;35(3):836-48. doi: 10.1007/s13577-022-00682-9..
https://doi.org/10.1007/s13577-022-00682...

5. Yang J, Wu Y, Xu Y, Jia J, Xi W, Deng H, et al. Dexmedetomidine Resists Intestinal Ischemia-Reperfusion Injury by Inhibiting TLR4/MyD88/NF-κB Signaling. J Surg Res. 2021;260:350-58. doi: 10.1016/j.jss.2020.11.041.
https://doi.org/10.1016/j.jss.2020.11.04...

6. Tao WH, Shan XS, Zhang JX, Liu HY, Wang BY, Wei X, et al. Dexmedetomidine Attenuates Ferroptosis-Mediated Renal Ischemia/Reperfusion Injury and Inflammation by Inhibiting ACSL4 via α2-AR. Front Pharmacol. 2022;13:782466. doi: 10.3389/fphar.2022.782466.
https://doi.org/10.3389/fphar.2022.78246...
- 77. Wang Z, Yao M, Jiang L, Wang L, Yang Y, Wang Q, et al. Dexmedetomidine Attenuates Myocardial Ischemia/Reperfusion-Induced Ferroptosis Via AMPK/GSK-3β/Nrf2 Axis. Biomed Pharmacother. 2022;154:113572. doi: 10.1016/j.biopha.2022.113572.
https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.11...
o trabalho de Chen et al.,88. Chen Y, Chen H, Chen Y, Yang Z, Zhou T, Xu W. Dexmedetomidine Preconditioning Attenuates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury in Rats by Suppressing Mitophagy Via Activating Α2-Adrenergic Receptor. DOI: https://doi.org/10.36660/abc.20220750. Arq Bras Cardiol. 2023; 120(10):e20220750.
https://doi.org/10.36660/abc.20220750...
tema deste minieditorial, aprofundou-se na compreensão do mecanismo subjacente de cardioproteção da Dexmedetomidina. Assim, além de demonstrar que o pré-condicionamento farmacológico com Dexmedetomidina melhora a função cardíaca e reduz a área de infarto do miocárdio após I/R, um dos achados mais significativos deste estudo foi a relação entre Dexmedetomidina e mitofagia.88. Chen Y, Chen H, Chen Y, Yang Z, Zhou T, Xu W. Dexmedetomidine Preconditioning Attenuates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury in Rats by Suppressing Mitophagy Via Activating Α2-Adrenergic Receptor. DOI: https://doi.org/10.36660/abc.20220750. Arq Bras Cardiol. 2023; 120(10):e20220750.
https://doi.org/10.36660/abc.20220750...

A mitofagia é um processo fundamental para a manutenção adequada da saúde celular, envolvendo a degradação de mitocôndrias danificadas99. Pickrell AM, Youle RJ. The Roles of PINK1, Parkin, and Mitochondrial Fidelity in Parkinson’s Disease. Neuron. 2015;85(2):257-73. doi: 10.1016/j.neuron.2014.12.007.
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.12...
e desempenhando um papel crítico na preservação da função cardíaca e na prevenção de lesões de I/R.1010. Wang S, Kandadi MR, Ren J. Double Knockout of Akt2 and AMPK Predisposes Cardiac Aging without Affecting Lifespan: Role of Autophagy and Mitophagy. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019;1865(7):1865-75. doi: 10.1016/j.bbadis.2018.08.011.
https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2018.08...
, 1111. Titus AS, Sung EA, Zablocki D, Sadoshima J. Mitophagy for Cardioprotection. Basic Res Cardiol. 2023;118(1):42. doi: 10.1007/s00395-023-01009-x.
https://doi.org/10.1007/s00395-023-01009...
Chen et al. demonstraram que a Dexmedetomidina melhora a manutenção do equilíbrio adequado da mitofagia, suprimindo a degradação excessiva das mitocôndrias funcionais.88. Chen Y, Chen H, Chen Y, Yang Z, Zhou T, Xu W. Dexmedetomidine Preconditioning Attenuates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury in Rats by Suppressing Mitophagy Via Activating Α2-Adrenergic Receptor. DOI: https://doi.org/10.36660/abc.20220750. Arq Bras Cardiol. 2023; 120(10):e20220750.
https://doi.org/10.36660/abc.20220750...
Isto resultou em mitocôndrias mais intactas pós-I/R, com manutenção do potencial de membrana mitocondrial e consequentemente redução da produção de espécies reativas de oxigênio. Esses achados são cruciais, uma vez que a manutenção estrutural e funcional das mitocôndrias é essencial para a sobrevivência e funcionamento celular.22. Heusch G. Molecular Basis of Cardioprotection: Signal Transduction in Ischemic Pre-, Post-, and Remote Conditioning. Circ Res. 2015;116(4):674-99. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.
https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA...
, 99. Pickrell AM, Youle RJ. The Roles of PINK1, Parkin, and Mitochondrial Fidelity in Parkinson’s Disease. Neuron. 2015;85(2):257-73. doi: 10.1016/j.neuron.2014.12.007.
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.12...
Além disso, se espera que a cardioproteção esteja intimamente envolvida com a homeostase mitocondrial pós-isquêmica.99. Pickrell AM, Youle RJ. The Roles of PINK1, Parkin, and Mitochondrial Fidelity in Parkinson’s Disease. Neuron. 2015;85(2):257-73. doi: 10.1016/j.neuron.2014.12.007.
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.12...
A Dexmedetomidina também reduziu a formação de autofagossomos, um marcador de mitofagia excessiva. Isto sugere que a Dexmedetomidina poderia modular significativamente a mitofagia, preservar as mitocôndrias funcionais e proteger os cardiomiócitos contra lesões de I/R.

A ativação dos receptores α2-AR parece crucial para os efeitos cardioprotetores da Dexmedetomidina. Quando a ioimbina, um bloqueador do receptor α2-AR, foi administrada com Dexmedetomidina, o efeito cardioprotetor foi revertido. Isto enfatiza a contribuição dos receptores α2-AR para a resposta cardioprotetora contra lesão de I/R. Outros estudos já demonstraram o envolvimento da ativação deste receptor.33. Li J, Chen Q, He X, Alam A, Ning J, Yi B, et al. Dexmedetomidine Attenuates Lung Apoptosis Induced by Renal Ischemia-Reperfusion Injury Through α2AR/PI3K/Akt Pathway. J Transl Med. 2018;16(1):78. doi: 10.1186/s12967-018-1455-1.
https://doi.org/10.1186/s12967-018-1455-...
, 66. Tao WH, Shan XS, Zhang JX, Liu HY, Wang BY, Wei X, et al. Dexmedetomidine Attenuates Ferroptosis-Mediated Renal Ischemia/Reperfusion Injury and Inflammation by Inhibiting ACSL4 via α2-AR. Front Pharmacol. 2022;13:782466. doi: 10.3389/fphar.2022.782466.
https://doi.org/10.3389/fphar.2022.78246...
De facto, é relatado que a jusante da ativação deste receptor pode culminar na ativação de PI3K/AKT.33. Li J, Chen Q, He X, Alam A, Ning J, Yi B, et al. Dexmedetomidine Attenuates Lung Apoptosis Induced by Renal Ischemia-Reperfusion Injury Through α2AR/PI3K/Akt Pathway. J Transl Med. 2018;16(1):78. doi: 10.1186/s12967-018-1455-1.
https://doi.org/10.1186/s12967-018-1455-...
AKT é conhecido por ser um regulador e indutor da mitofagia, mas ainda não se sabe como a mitofagia é regulada com precisão pela AKT para prevenir danos à célula. No entanto, o potencial da membrana mitocondrial parece desempenhar um papel na indução do refinamento da mitofagia. Quando o potencial de membrana mitocondrial é mais positivo, a proteína serina/treonina quinase (Pink1) acumula-se na membrana externa, normalmente danificada, através da formação de um grande complexo com a proteína TOM e sofre autofosforilação intermolecular, levando à sua ativação, resultando na ubiquitinação de proteínas da membrana mitocondrial externa e ativação da autofagia.1212. Tanaka K. The PINK1-Parkin Axis: An Overview. Neurosci Res. 2020;159:9-15. doi: 10.1016/j.neures.2020.01.006.
https://doi.org/10.1016/j.neures.2020.01...
Curiosamente, a AKT também pode regular a autofagia mitocondrial seletiva1010. Wang S, Kandadi MR, Ren J. Double Knockout of Akt2 and AMPK Predisposes Cardiac Aging without Affecting Lifespan: Role of Autophagy and Mitophagy. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019;1865(7):1865-75. doi: 10.1016/j.bbadis.2018.08.011.
https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2018.08...
através de mecanismos que envolvem a manutenção do potencial de membrana mitocondrial1313. Xie X, Shu R, Yu C, Fu Z, Li Z. Mammalian AKT, the Emerging Roles on Mitochondrial Function in Diseases. Aging Dis. 2022;13(1):157-74. doi: 10.14336/AD.2021.0729.
https://doi.org/10.14336/AD.2021.0729...
e a regulação de Pink1;1010. Wang S, Kandadi MR, Ren J. Double Knockout of Akt2 and AMPK Predisposes Cardiac Aging without Affecting Lifespan: Role of Autophagy and Mitophagy. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019;1865(7):1865-75. doi: 10.1016/j.bbadis.2018.08.011.
https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2018.08...
também pela ativação do mTOR, que regula a autofagia e o controle de qualidade mitocondrial.1414. Chen YH, Su CC, Deng W, Lock LF, Donovan PJ, Kayala MA, et al. Mitochondrial Akt Signaling Modulated Reprogramming of Somatic Cells. Sci Rep. 2019;9(1):9919. doi: 10.1038/s41598-019-46359-6
https://doi.org/10.1038/s41598-019-46359...

Em resumo, este estudo fornece evidências promissoras do potencial da Dexmedetomidina como tratamento contra lesão de I/R miocárdica. Ao suprimir a mitofagia excessiva e preservar a função mitocondrial, a Dexmedetomidina pode ser crucial na proteção do coração contra danos resultantes de I/R. No entanto, é essencial reconhecer que este estudo foi realizado num modelo animal, sendo necessárias mais pesquisas para confirmar estes resultados. Os próximos passos deverão evoluir para modelos pré-clínicos utilizando animais de grande porte, como porcos, e depois serem analisados em ensaios clínicos randomizados.

Referências

  • 1
    Heusch G. Myocardial Ischaemia-Reperfusion Injury and Cardioprotection in Perspective. Nat Rev Cardiol. 2020;17(12):773-89. doi: 10.1038/s41569-020-0403-y.
    » https://doi.org/10.1038/s41569-020-0403-y
  • 2
    Heusch G. Molecular Basis of Cardioprotection: Signal Transduction in Ischemic Pre-, Post-, and Remote Conditioning. Circ Res. 2015;116(4):674-99. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.
    » https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA
  • 3
    Li J, Chen Q, He X, Alam A, Ning J, Yi B, et al. Dexmedetomidine Attenuates Lung Apoptosis Induced by Renal Ischemia-Reperfusion Injury Through α2AR/PI3K/Akt Pathway. J Transl Med. 2018;16(1):78. doi: 10.1186/s12967-018-1455-1.
    » https://doi.org/10.1186/s12967-018-1455-1
  • 4
    Yu P, Zhang J, Ding Y, Chen D, Sun H, Yuan F, et al. Dexmedetomidine Post-Conditioning Alleviates Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury in Rats by Ferroptosis Inhibition Via SLC7A11/GPX4 Axis Activation. Hum Cell. 2022;35(3):836-48. doi: 10.1007/s13577-022-00682-9..
    » https://doi.org/10.1007/s13577-022-00682-9
  • 5
    Yang J, Wu Y, Xu Y, Jia J, Xi W, Deng H, et al. Dexmedetomidine Resists Intestinal Ischemia-Reperfusion Injury by Inhibiting TLR4/MyD88/NF-κB Signaling. J Surg Res. 2021;260:350-58. doi: 10.1016/j.jss.2020.11.041.
    » https://doi.org/10.1016/j.jss.2020.11.041
  • 6
    Tao WH, Shan XS, Zhang JX, Liu HY, Wang BY, Wei X, et al. Dexmedetomidine Attenuates Ferroptosis-Mediated Renal Ischemia/Reperfusion Injury and Inflammation by Inhibiting ACSL4 via α2-AR. Front Pharmacol. 2022;13:782466. doi: 10.3389/fphar.2022.782466.
    » https://doi.org/10.3389/fphar.2022.782466
  • 7
    Wang Z, Yao M, Jiang L, Wang L, Yang Y, Wang Q, et al. Dexmedetomidine Attenuates Myocardial Ischemia/Reperfusion-Induced Ferroptosis Via AMPK/GSK-3β/Nrf2 Axis. Biomed Pharmacother. 2022;154:113572. doi: 10.1016/j.biopha.2022.113572.
    » https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.113572
  • 8
    Chen Y, Chen H, Chen Y, Yang Z, Zhou T, Xu W. Dexmedetomidine Preconditioning Attenuates Myocardial Ischemia/Reperfusion Injury in Rats by Suppressing Mitophagy Via Activating Α2-Adrenergic Receptor. DOI: https://doi.org/10.36660/abc.20220750 Arq Bras Cardiol. 2023; 120(10):e20220750.
    » https://doi.org/10.36660/abc.20220750
  • 9
    Pickrell AM, Youle RJ. The Roles of PINK1, Parkin, and Mitochondrial Fidelity in Parkinson’s Disease. Neuron. 2015;85(2):257-73. doi: 10.1016/j.neuron.2014.12.007.
    » https://doi.org/10.1016/j.neuron.2014.12.007
  • 10
    Wang S, Kandadi MR, Ren J. Double Knockout of Akt2 and AMPK Predisposes Cardiac Aging without Affecting Lifespan: Role of Autophagy and Mitophagy. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019;1865(7):1865-75. doi: 10.1016/j.bbadis.2018.08.011.
    » https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2018.08.011
  • 11
    Titus AS, Sung EA, Zablocki D, Sadoshima J. Mitophagy for Cardioprotection. Basic Res Cardiol. 2023;118(1):42. doi: 10.1007/s00395-023-01009-x.
    » https://doi.org/10.1007/s00395-023-01009-x
  • 12
    Tanaka K. The PINK1-Parkin Axis: An Overview. Neurosci Res. 2020;159:9-15. doi: 10.1016/j.neures.2020.01.006.
    » https://doi.org/10.1016/j.neures.2020.01.006
  • 13
    Xie X, Shu R, Yu C, Fu Z, Li Z. Mammalian AKT, the Emerging Roles on Mitochondrial Function in Diseases. Aging Dis. 2022;13(1):157-74. doi: 10.14336/AD.2021.0729.
    » https://doi.org/10.14336/AD.2021.0729
  • 14
    Chen YH, Su CC, Deng W, Lock LF, Donovan PJ, Kayala MA, et al. Mitochondrial Akt Signaling Modulated Reprogramming of Somatic Cells. Sci Rep. 2019;9(1):9919. doi: 10.1038/s41598-019-46359-6
    » https://doi.org/10.1038/s41598-019-46359-6
  • Minieditorial referente ao artigo: O Pré-Condicionamento com Dexmedetomidina Atenua a Lesão de Isquemia/Reperfusão Miocárdica em Ratos, Suprimindo a Mitofagia Via Ativação do Receptor Α2-Adrenérgico

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    24 Nov 2023
  • Data do Fascículo
    Nov 2023

Histórico

  • Recebido
    06 Out 2023
  • Revisado
    18 Out 2023
  • Aceito
    18 Out 2023
Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC Avenida Marechal Câmara, 160, sala: 330, Centro, CEP: 20020-907, (21) 3478-2700 - Rio de Janeiro - RJ - Brazil, Fax: +55 21 3478-2770 - São Paulo - SP - Brazil
E-mail: revista@cardiol.br