La muscolatura liscia vascolare RhoA contrasta la formazione di aneurisma dell'aorta addominale modulando l'attività MAP4K4

Biologia delle comunicazioni volume 5, numero articolo: 1071 (2022) Citare questo articolo

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Non è stato determinato se una piccola GTPasi RhoA abbia un ruolo nella patologia dell'aneurisma dell'aorta addominale (AAA). Mostriamo qui che l'espressione di RhoA è ridotta nelle lesioni AAA umane, rispetto alle aree normali. Inoltre, l'incidenza della formazione di AAA è aumentata nei topi knockout condizionali RhoA (cKO) specifici delle cellule muscolari lisce vascolari (VSMC). La contrattilità degli anelli aortici e delle VSMC dei topi RhoA cKO è ridotta e l'espressione dei geni correlati alla contrattilità delle VSMC è attenuata dalla perdita di RhoA. La deplezione di RhoA attiva la segnalazione della chinasi della proteina attivata dal mitogeno (MAP), incluso MAP4K4, nell'aorta e nelle VSMC. L'inibizione dell'attività MAP4K4 da parte di DMX-5804 diminuisce la formazione di AAA. Set, una proteina legante il RhoA attivo, funziona come un attivatore di MAP4K4 sequestrando PP2A, un inibitore di MAP4K4, in assenza di RhoA. In conclusione, RhoA contrasta la formazione di AAA attraverso l'inibizione di MAP4K4 in collaborazione con Set.

L'aneurisma dell'aorta addominale (AAA) provoca la rottura dell'aorta e la morte improvvisa e, pertanto, è una malattia vascolare pericolosa per la vita1. L'AAA è formato da diversi fattori, come l'alterazione della generazione di forza delle cellule muscolari lisce vascolari (VSMC), la degradazione e la frammentazione delle fibre elastiche, la perdita di VSMC mediali e l'infiammazione2,3. La ridotta contrattilità delle VSMC può essere un importante fattore di promozione dell'AAA. Recentemente è stato dimostrato che le VSMC dei pazienti con AAA presentano una contrazione massima compromessa, rispetto alle VSMC di controllo non patologico4. Per rispondere allo stress meccanico, le VSMC esprimono alti livelli di proteine ​​contrattili, come l'α-actina del muscolo liscio (α-SMA o ACTA2) e la catena pesante 11 della miosina del muscolo liscio (MYH11), e queste cellule sono essenziali per la stabilizzazione della parete aortica . Inoltre, le proteine ​​contrattili e le loro molecole correlate contribuiscono alla distribuzione della forza nell'aorta regolando le proprietà meccaniche attraverso il collegamento con la matrice extracellulare (ECM)5. Al contrario, la ridotta generazione di forza VSMC migliora l'attività delle metalloproteinasi della matrice (MMP) e la secrezione di citochine/chemochine infiammatorie6,7,8. Per prevenire la formazione di AAA, è considerato importante mantenere le VSMC sane. Tuttavia, il modo in cui viene regolata la capacità contrattile delle VSMC non è del tutto chiaro.

RhoA è una GTPasi abbondantemente espressa nelle VSMC9,10. L'attività di RhoA è regolata dal suo ciclo tra la forma attiva legata al GTP e la forma inattiva legata al GDP11. Per attivare RhoA, i fattori di scambio dei nucleotidi della guanina inducono il rilascio di GDP da RhoA, con conseguente cattura di GTP dal citosol. RhoA attivato trasduce quindi i segnali agli effettori a valle12. Per l'inattivazione di RhoA, le proteine ​​attivanti la GTPasi (GAP) stimolano fortemente l'attività di idrolisi intrinseca di RhoA per idrolizzare il GTP in GDP. RhoA ha molteplici funzioni nella regolazione delle VSMC e contribuisce al supporto morfologico e al mantenimento della struttura aortica13. La chinasi contenente bobina a spirale associata a Rho (ROCK), una molecola a valle di RhoA, media la maggior parte delle funzioni di RhoA, comprese la dinamica dell'actina, la contrazione cellulare e la motilità cellulare14. Le disfunzioni di RhoA/ROCK sono state collegate alla patogenesi dell'arteriosclerosi, del danno ischemico, dell'ipertensione polmonare e dell'insufficienza cardiaca, che portano allo sviluppo di malattie cardiovascolari15. Il ruolo di RhoA nel sistema vascolare attraverso ROCK è stato studiato in modo approfondito. Tuttavia, il modo in cui la stessa RhoA nelle VSMC regola l'omeostasi dell'aorta rimane poco chiaro.

Sulla base del contesto sopra descritto, abbiamo esaminato i livelli di espressione di RhoA nelle aree normali e AAA dei pazienti con AAA e abbiamo scoperto che il livello era significativamente ridotto nello strato mediale dell'area AAA. Per esplorare ulteriormente la funzione di RhoA nelle VSMC aortiche, i topi knockout condizionali RhoA specifici per VSMC sono stati generati dal sistema Cre/loxP. La stimolazione farmacologica ha altamente indotto la formazione di AAA nei topi RhoA cKO, rispetto ai topi di controllo. La perdita di RhoA nelle VSMC ha ridotto significativamente la contrattilità degli anelli aortici e delle VSMC e l'espressione di geni correlati alla contrattilità, e ha aumentato la risposta infiammatoria e il danno endoteliale, portando ai fenotipi proteolitici e infiammatori delle VSMC. Abbiamo dimostrato che l'inibizione della proteina chinasi chinasi chinasi chinasi chinasi 4 (MAP4K4) attivata dal mitogeno da parte di RhoA nelle VSMC era importante per la prevenzione della formazione di AAA. La nostra analisi proteomica ha ulteriormente contribuito a chiarire il meccanismo molecolare sottostante mediante il quale RhoA regola negativamente MAP4K4.