Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery (Sep 2011)
Transforming growth factor-β/Smad signaling function in the aortopathies Fator transformador de crescimento-β/Smad como via de sinalização em aortopatias
Abstract
OBJECTIVES: Transforming growth factor (TGF)-β/Smad signaling pathway in aortic dissection patients and normal subjects has not been previously described. The present study was designed to evaluate the TGF-β/Smad signaling expressions in the patients with acute type A aortic dissection in comparison with those in the patients with thoracic aortic aneurysm and with coronary artery disease, and (or) the healthy subjects. METHODS: Consecutive surgical patients for acute type A aortic dissection (20 patients), aortic aneurysm (nine patients) or coronary artery disease (20 patients) were selected into this study. Blood samples (4 ml) were obtained from the right radial arterial indwelling catheter after systemic heparinization prior to the start of cardiopulmonary bypass in the operating room. Twenty-one young healthy volunteers without underlying health issues who donated forearm venous blood samples (4 ml) were taken as control. The surgical specimens of the aortic tissues were obtained immediately after they were severed during the operations of the replacement of the aorta in the patients with aortic dissection or aortic aneurysm. In patients receiving coronary artery bypass grafting, the tiny aortic tissues were taken when the punch holes of the proximal anastomosis on the anterior wall of the ascending aorta were made. The aortic tissues were for RNA, protein, or supernatant preparations until detection of TGF-β1 mRNA by quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction, of TGF-β1, TGF-β receptor I, Smad2/3, Smad4 and Smad7 by Western blot, and of TGF-β1 by enzyme-linked immunosorbent assay, respectively. In particular, the linear correlations of the relative grayscales between different proteins of each group, and those correlations between the quantitative TGF-β1 by enzyme-linked immunosorbent assay and the time interval from the onset to surgery or the maximal dimensions of the aorta of the aortic dissection group were assessed. RESULTS: Quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction showed that TGF-β1 mRNA were upregulated in all surgical groups (1.59 ± 0.33 vs. 1.45 ± 0.34 vs. 1.48 ± 0.48, P > 0.05). Western blot revealed that the expressions of TGF-β1, TGF-β receptor I, Smad2/3, Smad4 and Smad7 were positive in the aortic tissues of all three investigated groups. Of the quantitative relative grayscales, a significant reverse correlation was noted between TGF-β1 and Smad2/3 (Y = -0.8552X + 1.6417, r = -0.759, P 0.05). The plasma TGF-β1 levels were 1158.30 ± 11.54 pg/ ml, 1170.27 ± 8.26 pg/ml, 1225.00 ± 174.42 pg/mL and 1160.25 ± 13.01 pg/mL in the four groups, respectively, showing significant intergroup differences (P OBJETIVOS: Fator transformador de crescimento (TGF) -β/ Smad como via de sinalização em casos de dissecção aórtica e indivíduos normais não foi descrito anteriormente. O presente estudo foi elaborado para avaliar as expressões TGF-β/Smad como via de sinalização nos pacientes com dissecção aguda da aorta, em comparação com que nos pacientes com aneurisma da aorta torácica e com doença arterial coronariana, e (ou) com indivíduos saudáveis. MÉTODOS: Pacientes cirúrgicos consecutivos para o tipo A de dissecção aguda da aorta (20 pacientes), aneurisma da aorta (nove pacientes) ou doença arterial coronária (20 pacientes) foram selecionados para este estudo. Amostras de sangue (4 ml) foram obtidas a partir do cateter arterial radial direito após heparinização sistêmica antes do início da circulação extracorpórea na sala de cirurgia. Vinte e um voluntários jovens e saudáveis, sem problemas de saúde subjacentes que doaram amostras de sangue venoso do antebraço (4 ml) foram tomados como controle. Os espécimes cirúrgicos de tecidos aórtico foram obtidos imediatamente após terem sido cortados durante as operações da substituição da aorta nos pacientes com dissecção aórtica ou aneurisma da aorta. Em pacientes que foram submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica, os tecidos da aorta minúsculos foram obtidos quando os orifícios da anastomose proximal na parede anterior da aorta ascendente foram feitos. Os tecidos da aorta foram para a RNA, proteínas ou preparações sobrenadantes até a detecção de TGF-β1 mRNA pela reação de transcrição reversa quantitativa em tempo real em cadeia da polimerase, de TGF-β1, receptor I de TGF-β, Smad2/3, Smad4 e Smad7 por Western Blot, e de TGF-β1 pelo teste de ELISA, respectivamente. Em particular, as correlações lineares dos tons de cinza relativo entre diferentes proteínas de cada grupo, e aquelas correlações entre os quantitativos TGF-β1 pelo teste de ELISA e o intervalo de tempo desde o início da cirurgia ou as dimensões máximas da aorta do grupo de dissecção da aorta foram avaliados. RESULTADOS: Reação de transcrição reversa quantitativa em tempo real em cadeia da polimerase mostrou que o mRNA TGF-β1 foi supra-regulado em todos os grupos cirúrgicos (1,59 ± 0,33 vs 1,45 ± 0,34 vs 1,48 ± 0,48, P> 0,05). Western blot revelou que as expressões de TGF-β1, receptor I de TGF-β, Smad 2/3, Smad4 e Smad7 foram positivos nos tecidos da aorta de todos os três grupos investigados. Dos tons de cinza quantitativa relativa, uma correlação inversa significativa foi observada entre TGF-β1 e Smad 2/3 (Y = 1,6417 +-0.8552X, r = -0,759, P 0,05). Os níveis de plasma TGF-β1 foram 1.158,30 ± 11,54 pg/ml, 1.170,27 ± 8,26 pg/ml, 1225,00 ± 174,42 pg/mL e 1.160,25 ± 13,01 pg/mL nos quatro grupos, respectivamente, mostrando diferenças significativas entre grupos (P <0,05). Nenhuma correlação significativa foi encontrada entre a aorta ou níveis plasmáticos de TGF-β1 e o intervalo de tempo desde o início da cirurgia ou as dimensões máximas da aorta nos pacientes do grupo de dissecção da aorta. CONCLUSÕES: A dissecção aórtica, aneurisma da aorta e arterosclerose podem estar associadas a uma via de sinalização TGF-β/Smad elevada, com dissecção aórtica exibindo uma suprarregulação menos proeminente. Isso poderia ter implicações para a ativação do sinal a jusante, presumivelmente, traduzindo-se em degradação da matriz na condição de dissecção da aorta, em comparação com deposição de matriz no aneurisma da aorta e doença arterial coronariana
Keywords
