El endotelio es algo más que una simple barrera entre el torrente sanguíneo y la pared vascular: es un elemento activo que participa en una gran cantidad de procesos, entre ellos, la regulación del tono vascular, el crecimiento y migración de la fibra muscular lisa subyacente y el mantenimiento de la estructura vascular18. En condiciones fisiológicas, las células endoteliales presentan una superficie antiadherente y anticoagulante, pero en respuesta a un daño, las moléculas que se expresan en su superficie pueden verse modificadas y, con ello, puede aumentar la capacidad de adhesión celular. Las plaquetas se unen a la superficie dañada, lo que supone el inicio del proceso de coagulación, con el consiguiente desarrollo de inflamación y trombosis, propiciando la aparición de accidentes cardiovasculares. Por tanto, el daño endotelial puede ser el evento inicial que desencadene la aparición de diferentes enfermedades cardiovasculares11 (fig. 2).

Figura 2.

Daño vascular. El estrés oxidativo y la inflamación, entre otros factores, generan un deterioro endotelial que conlleva: aumento de la capacidad de adhesión que provoca trombosis, aumento de la liberación de VE y mayor extravasación leucocitaria, lo que favorece el desarrollo de enfermedades cardiovasculares. Figura elaborada con Biorender.

(0.38MB).

Existen diferentes mecanismos que participan en la degeneración y deterioro del endotelio. A continuación, se describen los más destacados en los pacientes con ERC.

Estrés oxidativo

El estrés oxidativo se define como la acumulación de moléculas oxidantes, principalmente especies reactivas de oxígeno (ROS), bien por el aumento de su producción o por una disminución de los mecanismos antioxidantes del organismo. Las ROS presentan una gran capacidad oxidante, por lo que pueden alterar diferentes moléculas (proteínas, lípidos, ácidos nucleicos…) de las células y generar daño en ellas19,20. En fases tempranas de la ERC se han observado altos niveles de estrés oxidativo y su correlación con la progresión de la enfermedad21,22. Además, los pacientes con ERC acumulan en su torrente sanguíneo toxinas urémicas, entre las que destacan el IS (indoxil sulfato), malondialdehído y dimetilarginina asimétrica, que empeoran la situación de estrés oxidativo23.

En general, el estrés oxidativo puede producirse por diversas causas (fig. 3). Los pacientes con ERC, principalmente aquellos con nefropatía diabética, presentan una disfunción mitocondrial que supone un aumento de la producción de ROS. En modelos animales y estudios in vitro se ha observado un aumento de la actividad de la enzima NADH oxidasa 4 en presencia de IS, lo que también supone un incremento en la producción de ROS23.

Figura 3.

Principales causas del estrés oxidativo en pacientes con ERC. El estrés oxidativo tiene como consecuencia la generación de daño a nivel genómico y la activación de vías proinflamatorias.

NOX4: enzima NADH oxidasa 4.

(0.39MB).

Las ROS también alteran estructuras celulares y vías metabólicas. Uno de los marcadores usados para medir el estrés oxidativo son los llamados AGE (advanced glycation end products o productos finales de glicación avanzada). Los AGE se unen a sus receptores RAGE (receptor system for AGE) y señalizan por la vía de las MAP cinasas (MAPK). La activación de las MAPK permite la internalización en el núcleo de la subunidad p65 del NF-κB (nuclear factor kappa B) y, como consecuencia final, el aumento de la liberación de citocinas y enzimas proinflamatorias, así como el aumento de la expresión de moléculas de adhesión24. Al mismo tiempo, las células inmunitarias proinflamatorias, como están activas, liberan componentes oxidantes, por lo que se genera un círculo vicioso que amplifica el daño oxidativo25.

El aumento del estrés oxidativo daña el ADN. En concreto, la guanina puede oxidarse y transformarse en 8-hidroxi-2’-desoxiguanosina (8-OH-dG), otro marcador usado para medir el estrés oxidativo26. Este cambio de bases genera daño celular y se ha asociado con múltiples enfermedades crónicas y degenerativas, entre ellas, la ERC y los carcinomas27. Además, existen numerosos factores que incrementan de forma gradual en la ERC y muestran el declive de la función renal, por lo que se consideran como los causantes del aumento del estrés oxidativo (tabla 1).

Tabla 1.

Estrés oxidativo asociado a la ERC

Parámetro	Resultado	Pacientes	Muestra	Referencia
GSH	↓ en pacientes con FRC moderado o grave en preD	31 CS83 pacientes con fallo renal crónico (FRC) leve en preD55 pacientes con FRC moderado en preD47 pacientes con FRC grave en preD18 pacientes HD	SC	28
GSSG	↓ en HD comparado con CS y FRC grave
Actividad GSH-Px	↑ en todos los preD comparado con CS		E
Actividad GSSG-Red	↑ en todos los preD con CS↓ en HD que en pacientes con ERC severa en preD
Actividad GSH-Px	↓ gradualmente según avanza el fallo renal en preD↓ en HD y CAPD		Plasma
Actividad GSSG-Rd	↑ en pacientes HD y en CAPD comparado con CS y pacientes con FRC grave en preD
Actividad SOD	↓ en pacientes en HD		E
MDA	↑ en pacientes con ERC comparado con CS, pero se mantienen una vez que se desencadena la enfermedad	31CS73 pacientes con FRC leve53 con FRC moderado36 con FRC avanzado	Plasma	29
Actividad GSH-Px	↓ según progresa el daño renal
AOPP	↑ en pacientes con ERC moderada y avanzada
AGE-pentósida	↑ según progresa el daño renal
PCR	↑ en pacientes con ERC	70 CS60 pacientes con ERC	Plasma	30
Tioles	↓ en pacientes con ERC
Carbonilos	↑ en pacientes con ERC
F2-Isoprotanos	↑ en pacientes con ERC
IL-6	↑ en pacientes con ERC
ROS	↑ en pacientes con ERC	21 CS22 pacientes con ERC en estadios 1 y 2	PBMNs	31
Actividad NADPH oxidasa	↑ en pacientes con ERC
AOPP	↑ en HD comparado con DP	1539 pacientes HD556 pacientes DP	Suero	32
Vitamina C	↓ en ERC y aún más bajos en pacientes en HD	38 CS51 pacientes con ERC en estadios 3, 4 y 550 pacientes HD	Plasma	33
Zinc	↓ en ERC y HD comparado con los CS		E
Actividad SOD	↓ en pacientes en HD
Actividad XO	↑ en ERC y más aún en HD
MDA	↑ en HD

AGE: productos de glicación avanzada; AOPP: productos proteicos de glicación avanzada; CAPD: diálisis peritoneal continua ambulatoria; CS: controles sanos; DP: diálisis peritoneal; E: eritrocitos; ERC: enfermedad renal crónica; FRC: fallo renal crónico; GSH: glutatión; GSH-Px: glutatión peroxidasa; GSSG: glutatión disulfuro; GSSG-Red: glutatión reductasa; HD: hemodiálisis; IL-6: interleucina 6; MDA: malondialdehído; PBMN: células mononucleares de sangre periférica; PCR: proteína C reactiva; preD: prediálisis; ROS: especies reactivas del oxígeno; SC: sangre completa; SOD: superóxido dismutasa; XO: xantina oxidasa.

La hiperfosfatemia, presente en muchos pacientes con ERC, también tiene un papel importante en el deterioro vascular y está relacionada con el estrés oxidativo. Experimentos realizados in vitro con células endoteliales mostraron que las altas concentraciones de fosfato generaban un aumento del estrés oxidativo y una reducción del óxido nítrico (NO). En condiciones patológicas tiene lugar un descenso en la síntesis de NO como consecuencia de la inhibición de la fosforilación de la enzima óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS)34. El NO es liberado por las células endoteliales para su relajación en condiciones fisiológicas y así evitar la rigidez de las arterias, por lo que un descenso de su producción favorece el deterioro endotelial. Estos resultados se han visto corroborados por experimentos realizados en ratones, tanto sanos como con ERC: las dietas altas en fosfato promueven la inflamación y la disfunción endotelial, además de una pérdida de permeabilidad entre las células endoteliales35.

Numerosos estudios muestran como el estrés oxidativo se encuentra relacionado directamente con factores proinflamatorios36-38. Los pacientes en HD pueden presentar un incremento de hasta 30 o 40 veces de la concentración fisiológica de acetato tras la sesión de diálisis, ya que es el ácido más frecuente utilizado en los líquidos de diálisis. Este aumento del acetato en sangre está asociado con un aumento en el estrés oxidativo y también con el incremento de algunas citocinas proinflamatorias, como las interleucinas 1 y 6 (IL-1 e IL-6) y con la síntesis de NO36-38. Si, además, hay una alta concentración de magnesio en el líquido de diálisis (1,25 o 2mM), se incrementa la producción in vitro de ROS y malondialdehído, aunque este incremento de magnesio se ha visto que protege contra el aumento de estrés oxidativo cuando en lugar de utilizarse acetato se usa citrato, como en los líquidos de diálisis (citrato solo o con una mezcla de citrato y pequeña cantidad de acetato)16. El aumento de la concentración de glutatión oxidado como resultado de la HD hace que la técnica de diálisis se considere un factor de riesgo asociado a un incremento del estrés oxidativo39.

Por tanto, en los pacientes con ERC, la uremia desencadena un incremento del estrés oxidativo que afecta en especial a las células endoteliales debido a su contacto directo con la sangre. A su vez, este estrés oxidativo genera alteraciones que van a propiciar el desarrollo de procesos inflamatorios, de tal forma que la coexistencia de la inflamación y el estrés oxidativo van a desencadenar y potenciar la disfunción endotelial en pacientes con ERC.

Mediadores inflamatorios y respuesta inmune en ERC

La inflamación desempeña un papel importante en el aumento del riesgo de accidentes cardiovasculares en los pacientes con ERC. Se ha descrito que los procesos inflamatorios se desencadenan como consecuencia de factores como la hipertensión arterial, la edad avanzada, la diabetes mellitus, la obesidad, la hiperuricemia, la dislipidemia, el tabaquismo, el sexo masculino y los antecedentes familiares de ECV40. Además, tanto la acumulación de toxinas urémicas como el tratamiento dialítico para depurarlas promueven el desarrollo de la inflamación40,41.

Los pacientes con ERC presentan inflamación crónica causada por la uremia y por las técnicas de diálisis42. Estos procesos inflamatorios en pacientes en diálisis son más frecuentes en estadios avanzados de la enfermedad. En particular, la continua irritación del peritoneo producida durante la diálisis peritoneal conduce a la activación de genes relacionados con la inmunidad adaptativa y la respuesta de linfocitos Th243. En el caso de la HD, el uso de membranas no biocompatibles o la posible contaminación del líquido de diálisis, entre otros factores44, van a generar la activación de monocitos, que liberan citocinas proinflamatorias. No obstante, la presencia de inflamación en pacientes en prediálisis indica que la activación de monocitos no es la principal causante de la inflamación45-47.

Al inicio de la ERC, los pacientes presentan una inflamación sistémica de baja intensidad que, al verse prolongada en el tiempo, genera un deterioro de la condición general del organismo y favorece la aparición de enfermedades secundarias, como la ECV48. En concreto, se observa una leve elevación de marcadores inflamatorios, como la proteína C reactiva, y de algunas citocinas, como la IL-6 y el factor de necrosis tumoral α (TNF-α)49. Incluso se puede considerar que la proteína C reactiva es un marcador de mortalidad, ya que se ha observado que con menores niveles de esta proteína existe un menor riesgo de mortalidad en pacientes en HD50. Por otra parte, IL-6, IL-1 y TNF-α están directamente relacionadas con la gravedad de la ERC. Se ha descrito la IL-6 como marcador predictivo de arteriosclerosis, ya que contribuye a la generación de la placa de ateroma y a su desarrollo mediante diversos mecanismos51. Se desconocen las vías de señalización concretas que utiliza la IL-6 en el desarrollo de arteriosclerosis. En modelos animales se ha observado que, al unirse la IL-6 a su receptor IL6-R, se activa la vía de señalización IL-6 trans, que desencadena un proceso inflamatorio crónico y favorece la formación de la placa de ateroma y, con ello, el desarrollo de enfermedades cardiovasculares52. El IS es capaz de unirse al receptor de aril-hidrocarburo (aryl hydrocarbon receptor, AhR) de los monocitos para que secreten TNF-α. El TNF-α va a interaccionar con las células endoteliales aumentando la expresión de la quimiocina CX3CL1 (también conocida como fractalcina), cuyo receptor es CX3CR1, altamente expresado en los linfocitos T CD4+CD28–. Esta subpoblación de linfocitos T se encuentra elevada en pacientes con ERC y, si son estimulados a través del receptor de células T, pueden inducir apoptosis en las células endoteliales y acelerar la progresión de ECV53 (fig. 4).

Figura 4.

Disfunción endotelial y calcificación vascular generada por la unión del IS al receptor AhR en monocitos. El aumento de TNF-α generado por el IS genera un aumento de la producción de la quimiocina CX3CL1 en las células endoteliales. Cuando CX3CL1 se une a su receptor en el linfocito T, y este tiene su receptor de células T activo, va a generar la entrada en apoptosis de la célula endotelial. Además, TNF-α promueve osteólisis y liberación de calcio y fosfato, que favorecen la calcificación vascular.

AhR: receptor de aril-hidrocarburo; BMP2: proteína morfogénica ósea 2; IS: indoxil sulfato; MSX2: Msh homrbox protein 2; Runx2: runt-related transcription factor 2; TCR: receptor de célula T; TNF-α: factor de necrosis tumoral alfa; TNFR: receptor de TNF.

(0.47MB).

El TNF-α es uno de los principales activadores de RANKL (ligando del receptor activador para el factor nuclear κB). De esta forma, el TNF- α en el tejido óseo de los pacientes con ERC puede activar a los osteoclastos, alterar la estructura ósea y aumentar el riesgo de fracturas, lo que explica la alta frecuencia de fracturas en pacientes en HD54. Además, la activación de osteoclastos desencadena un aumento de los niveles de calcio y fosfato en sangre que facilita los procesos de mineralización de las células vasculares. El TNF-α potencia este proceso de mineralización, ya que permite la translocación de NF-κB, aumenta la liberación de VE (que en enfermos renales contienen altos niveles de calcio) e incrementa el nivel de la proteína morfogénica ósea 2, induciendo la diferenciación osteogénica y calcificación de las células musculares lisas vasculares (CMLV)55.

En pacientes con ERC, las células endoteliales activadas expresan también una mayor cantidad de VEGF (vascular endothelial growth factor) que, a su vez, promueve la angiogénesis y la remodelación de los vasos para contrarrestar la hipoxia de los tejidos renales. Igualmente, en pacientes que presentan proteinuria debido a un descenso de la filtración glomerular se ha visto que las células endoteliales del glomérulo incrementan la liberación de VEGF56,57.

El envejecimiento se define como un declive funcional del organismo que suele llevar implícitos cambios morfológicos y fisiológicos que suponen una pérdida en las reservas homeostáticas88. Existen 2tipos de envejecimiento: el envejecimiento fisiológico y el prematuro o acelerado, asociado a enfermedades. El envejecimiento fisiológico es la consecuencia del paso del tiempo y, por tanto, está íntimamente relacionado con la edad. Cuando el envejecimiento aparece de forma precoz y viene acompañado con el desarrollo de enfermedades asociadas al envejecimiento, se puede identificar con el denominado envejecimiento prematuro asociado a enfermedades. De este modo, los enfermos renales presentan un envejecimiento acelerado, ya que muchos de ellos desarrollan de forma precoz enfermedades asociadas al envejecimiento, como son las ECV4,18,89. El envejecimiento prematuro en estos pacientes se puede asociar con la acumulación de células senescentes, que son aquellas que han perdido su capacidad de proliferación.

Se define la senescencia celular como un proceso que tiene lugar como consecuencia del daño celular ocasionado por múltiples causas (estrés oxidativo, citocinas proinflamatorias o VE), y cuyo resultado final es que las células pierden su capacidad de división, no mueren y contribuyen al desarrollo de enfermedades asociadas a la edad. Entre otros cambios, son células que presentan un aumento de ROS, acumulación del número de mitocondrias disfuncionales, menor condensación de la heterocromatina constitutiva con pérdida de lámina β y un aumento de la actividad de la enzima β-galactosidasa lisosomal88. Además, las células senescentes presentan un déficit en la síntesis de proteínas, así como un aumento de su degradación. Obviamente, el aumento de células senescentes en un tejido desencadena una disfunción tisular.

En pacientes con ERC, la senescencia celular se produce en respuesta al daño generado por la acción de las toxinas urémicas acumuladas durante el progreso de la enfermedad90,91. La senescencia celular acelerada atribuida a la uremia genera un aumento del estrés oxidativo que, a su vez, ocasiona un deterioro de las estructuras celulares. Como consecuencia, se producen señales intracelulares que hacen que la célula adquiera un fenotipo senescente48. En el ámbito sistémico, las células senescentes liberan factores proinflamatorios que, si persisten en el tiempo, generan un deterioro generalizado del organismo. Este deterioro favorece la aparición de procesos tumorales y enfermedades degenerativas y crónicas92.

Las células renales son las encargadas de producir la proteína klotho, enzima capaz de hidrolizar el esteroide β-glucorinida. Es una proteína con efecto antienvejecimiento, capaz de modular la senescencia inducida por estrés y la respuesta funcional. La disminución de los niveles intracelulares de klotho se ha asociado con una senescencia endotelial, mientras que la klotho exógena previene la senescencia celular inhibiendo el incremento de estrés oxidativo inducido por la uremia, así como inactivando NF-κB al inhibir su capacidad de unión al ADN. De este modo se estabiliza el complejo NFκB/IκB y se reduce la liberación de citocinas que participan en procesos inflamatorios. Al estar disminuidos los niveles de esta proteína debido a la uremia, se observa un aumento del estrés oxidativo y una mayor senescencia endotelial93,94. Para el mantenimiento de la integridad y la homeostasis de las células endoteliales se ha observado que la proteína α-klotho juega un papel fundamental. En concreto, las funciones que se le han atribuido a α-klotho son la supresión de la expresión de moléculas de adhesión, como ICAM y VCAM, la atenuación de la vía de señalización NF-κB95 y la prevención de la hiperpermeabilización y la apoptosis de las células endoteliales, al mediar la internalización del complejo formado por el receptor de potencial transitorio canónico 1 y el receptor del factor de crecimiento endotelial vascular 296. Los pacientes con ERC presentan una deficiencia de esta proteína, aunque en esta deficiencia pueden intervenir múltiples factores19. Este déficit podría explicar, al menos en parte, el mayor riesgo de ECV. Además, se ha demostrado que klotho, junto con el factor de crecimiento de fibroblastos 23, (FGF23) resulta esencial en el eje hueso-riñón, ya que klotho mantiene la homeostasis del fosfato, colaborando de alguna forma con este facror de crecimiento (posiblemente deben estar bajo una misma ruta de señalización inhibiendo la reabsorción de fosfato), ya que la degradación de dicho factor lleva a un empeoramiento de la función renal, con hiperfosfatemia94.

Por último, cabe destacar de nuevo que el daño endotelial va a ser el paso previo al desarrollo de diversas ECV. La ECV asociada a la ERC está en parte determinada por una rigidez de los vasos sanguíneos ocasionada por un estado de inflamación y una pérdida de equilibrio entre los sistemas proenvejecimiento y antienvejecimiento que, finalmente, desencadena un proceso de calcificación vascular. En el ámbito vascular, se observa que los pacientes con ERC presentan un tejido vascular envejecido, similar al encontrado en individuos sanos de edad avanzada64.

La alteración vascular más prevalente en pacientes con ERC en estadios avanzados es la calcificación vascular, que en muchos casos no es detectada hasta que el daño es irreversible. La calcificación vascular se produce debido al aumento de proteínas morfogénicas de hueso y a la presencia de un alto contenido de calcio. El aumento en plasma de la ratio Ca/P produce un incremento de la expresión de proteínas que participan en la formación del hueso, como osteopontina, osteocalcina, ciertos proteoglicanos y proteína morfogénica ósea 2, al igual que otros factores que participan en la calcificación vascular12.

Existen 2tipos de calcificaciones: a) la calcificación de la túnica media, conocida también como esclerosis de Mönckeberg, que afecta a las CMLV y fibras elásticas, que se endurecen y pierden capacidad de distensión108 y b) la calcificación aterosclerótica de la túnica íntima, que se asocia con el depósito de lípidos y lipoproteínas seguido del depósito de calcio debajo de la túnica íntima109. Este depósito puede estimular el desarrollo de respuestas inmunes, tanto innatas como adaptativas, e inducir en las células endoteliales y CMLV la expresión de moléculas proinflamatorias, lo que estimula la infiltración de monocitos/macrófagos en los tejidos. Ambos tipos son muy comunes en la ERC avanzada y pueden coexistir en un mismo vaso.

El aumento de fósforo (hiperfosfatemia) y el aumento de calcio (hipercalcemia) son 2de los principales promotores asociados con el desarrollo de la calcificación vascular en la ERC14,108. En pacientes que reciben tratamientos con vitamina D junto a sales de calcio por vía oral y que tienen un balance positivo de calcio durante la sesión de diálisis se favorece el desarrollo de calcificaciones110. En modelos in vitro se ha demostrado que el incremento del fósforo favorece la transformación de CMLV en células osteogénicas, con producción de matriz extracelular y posterior mineralización. Por tanto, la hiperfosfatemia y la hipercalcemia no solo generan depósitos de forma pasiva, sino que además intervienen en un proceso altamente regulado por el que las CMLV se diferencian a osteoblastos111. En ocasiones, la disminución de la excreción renal de fosfatos provoca un aumento de su nivel en sangre que, junto con la deficiencia de inhibidores circulantes de la calcificación o la baja producción local de estos, favorece la calcificación a través de la activación del toll-like receptor 4 (TLR-4) que a su vez estimula la expresión de NF-κB en las CMLV y supone un aumento de la liberación de citocinas proinflamatorias14,112.

En estudios in vitro se ha demostrado que toxinas urémicas derivadas de la guanidina (dimetilarginina asimétrica), ácido guanidinobutírico, guanidina y ácido guanidino acético son capaces de estimular la osteoclastogénesis113. La uremia también favorece la secreción del factor de diferenciación de osteoblastos, Cbfa1, junto con un aumento de la expresión de proteínas osteogénicas107,114. El IS en las CMLV estimula la proliferación y favorece la producción de TGF-β (que participa en procesos de fibrosis)115. También, el incremento del estrés oxidativo (situación observada en los pacientes con ERC) está estrechamente asociado con el desarrollo de la calcificación vascular mediado por la expresión de Runx2 (runt-related transcription factor 2) en las CMLV108. Por tanto, diversos estímulos, como el aumento de ROS, las quimiocinas y citocinas proinflamatorias (CCL5, CCL2, TNF-α, IL-6) y los niveles de fosforo y calcio van a facilitar la entrada de NF-κB al núcleo de las CMLV, lo que estimula la producción de factores que participan en la calcificación (Runx2, OPN, Msh homrbox protein 2 o MSX2), fosfatasa alcalina, proteína morfogénica ósea 2) (fig. 4). Además, el calcio ayuda en la liberación de VE, lo que supone un refuerzo del proceso de calcificación107,115-117. Las propias CMLV liberan una mayor cantidad de VE en respuesta a un estrés por calcio ambiental, lo que también favorece la calcificación vascular118.

Por otra parte, la senescencia también desempeña un papel clave en el desarrollo de calcificación vascular. Se ha observado que las VE liberadas por macrófagos de personas envejecidas participan en la calcificación de la matriz vascular104. También las MV endoteliales encontradas en plasma de sujetos ancianos y liberadas por células endoteliales senescentes ayudan a la calcificación de las CMLV, ya que contienen altos niveles de calcio, grupos fosfato y proteínas, que participan en la iniciación de la calcificación12.

De manera que la alteración mineral, la uremia y el incremento del estrés oxidativo, la inflamación y la liberación de VE que presentan los pacientes con ERC favorecen la aparición de calcificación vascular y, con ello, se incrementa el riesgo de daño cardiovascular.

Las toxinas urémicas, entre las que destacan el IS y el p-cresol, van a dañar a las células endoteliales, generando un estado proinflamatorio. Este daño continuo de las células endoteliales va a estimularlas para que liberen una mayor cantidad de MV que, a su vez, modifican el tono vascular y contribuyen a acrecentar el daño vascular, por lo que se acaba generando un círculo vicioso11,59,121-123. Estas MV endoteliales están implicadas en la etiopatogenia de varias ECV, entre ellas, la aterosclerosis11,124. En general, existe una relación entre la función renal y el riesgo cardiovascular, todo ello reflejado en una excesiva vesiculación endotelial que podría actuar como un marcador de disfunción endotelial.

Se ha descrito que las MV endoteliales promueven calcificación vascular, ya que el tratamiento de CMLV con MV endoteliales procedentes de células endoteliales previamente tratadas con IS indujo calcificación en las CMLV, a diferencia de los controles, en las que las MV endoteliales procedían de células endoteliales no tratadas con toxinas urémicas107.

Otro tipo de MV implicadas en el desarrollo de ECV son las MV plaquetarias. En este proceso patológico se va a desencadenar una excesiva activación plaquetaria, que genera agregación plaquetaria, la secreción de sus gránulos internos y la liberación de un mayor número de MV, todo ello con actividad procoagulante120. Además, en una situación de disfunción endotelial, las plaquetas tienden a adherirse a la superficie dañada125 con la consiguiente liberación de potentes factores mitogénicos que conducen a la proliferación de las CMLV y a la progresión del daño vascular.

La propia técnica de diálisis puede constituir un factor de riesgo en los enfermos renales. Hay varios estudios que señalan la existencia de hipercoagulación en estos pacientes, probablemente debida a una mayor expresión del factor tisular126, que también es conocido como tromboplastina. Se expresa en la membrana celular y es sintetizado por diferentes tipos celulares, aunque también puede encontrarse en la superficie de monocitos y células endoteliales en estados inflamatorios. Este factor participa en la formación de trombos locales. Las VE expresan en su superficie factor tisular, por lo que pueden unirse a la superficie plaquetaria de un trombo en evolución, suceso muy común en pacientes urémicos127. Asimismo, se ha descrito una relación del factor tisular con pacientes urémicos; en concreto, se ha demostrado que altos niveles de este marcador, importante en la actividad trombogénica, pueden ser clave en aquellos pacientes en tratamiento renal sustitutivo según la técnica de diálisis recibida11. Esto indida que las VE que expresan factor tisular pueden ser biomarcadores de eventos trombóticos en pacientes urémicos127.

En los últimos años, el análisis de las VE en los fluidos corporales se ha utilizado como una herramienta de diagnóstico (biomarcador) en diversas enfermedades. Es el caso de pacientes con ECV asociada a ERC40,128. Los biomarcadores son una herramienta analítica que informa de manera objetiva, medible y evaluable sobre la función biológica, algunos procesos patológicos o la respuesta a un tratamiento. Los biomarcadores son fundamentales en clínica, ya que permiten una identificación temprana de una enfermedad y, con ello, se consigue una intervención terapéutica precoz que evite el desarrollo de la enfermedad y sus posibles consecuencias sobre el individuo11. En general, se han detectado niveles altos de VE en numerosas enfermedades, destacando aquellas de carácter crónico e inflamatorio, como la diabetes, la hipertensión, el cáncer y la ERC129.

En el contexto de ERC se observa una relación entre la función renal y el riesgo cardiovascular, todo ello reflejado en una elevada producción de VE endoteliales que podría actuar como marcador de disfunción endotelial105. En concreto, Mezentsev et al. describieron que los niveles fisiológicos de MV endoteliales en los individuos sanos es de entre 103 y 104 MV/mL, mientras que en los individuos con ECV es de 105 MV/mL130. Diferentes estudios señalan la existencia de una mayor concentración de VE circulantes en los pacientes con ECV, como la insuficiencia cardiaca congestiva, enfermedad arterial coronaria, enfermedad vascular periférica e isquemia cerebral60.

En pacientes urémicos existen también altos niveles de MV plaquetarias con efecto procoagulante, lo que puede estar asociado a trastornos de la coagulación, accidentes cerebrovasculares, angina inestable e infarto agudo de miocardio. Esto refuerza su posible contribución al desarrollo de la ECV (sobre todo asociado a trombosis y desestabilización plaquetaria) y a su uso como posible biomarcador diagnóstico131,132. En particular, los niveles de MV plaquetarias en pacientes en HD y diálisis peritoneal continua ambulatoria eran mayores que en las personas sanas y aún mayores en aquellos pacientes con un evento trombótico131. También se ha observado que pacientes con ERC e infarto agudo de miocardio y, por ello, con un riesgo elevado de nuevo evento trombótic, presentan niveles elevados de MV plaquetarias y que los niveles de MV plaquetarias son más elevados en aquellos pacientes con una ERC más avanzada133. Estas MV plaquetarias expresan P-selectina, un factor que indica activación plaquetaria. Además, como ya se ha mencionado, el aumento de VE con factor tisular puede ser un marcador clínico de riesgo de accidente trombótico en pacientes con ERC127.

Se ha propuesto que las VE y su contenido pueden actuar como dianas terapéuticas. En primer lugar y puesto que se ha relacionado la aparición de ECV con el aumento de la liberación de VE, se pueden diseñar estrategias farmacológicas que inhiban su liberación, o incluso, su recepción por las células diana. Por ejemplo, se puede inhibir la ceramida, un componente importante en la biogénesis de los exosomas63. Aun así, los tratamientos enfocados en la liberación de VE son escasos, debido a la falta de conocimiento concreto de los mecanismos que intervienen en la biogénesis y la liberación de las VE11. Tratamientos enfocados en la reducción de la liberación de VE podrían disminuir la morbimortalidad de los pacientes con ERC63.

Se ha observado que algunos fármacos que se han empleado de manera tradicional para tratar ECV y la ERC tienen la capacidad de modular la liberación de VE (tabla 3).

Se han realizado estudios para verificar si los niveles de MV endoteliales podrían ser modulados mediante algún fármaco. Por ejemplo, el uso de estatinas, concretamente la atorvastatina, demostró una disminución en los niveles de VE endoteliales y VEGF134. Este fenómeno se produce gracias a que las estatinas inhiben la vía de las Rho-cinasas, implicadas en la reorganización del esqueleto y en la liberación de las MV y, por tanto, disminuyen la liberación de MV a sangre (ya no solo las endoteliales, también las derivadas de plaquetas y leucocitos)135,136. Además, en pacientes con hipertensión y diabetes mellitus de tipo 1, se ha observado que el tratamiento con simvastatina junto con losartán disminuye las concentraciones en plasma de VE endoteliales, plaquetarias y derivadas de monocitos135. La aspirina también podría tener un efecto reductor de la liberación de VE, en concreto, las endoteliales y plaquetarias, pero los resultados son algo heterogéneos11,129. También se observó una reducción de MV endoteliales en sangre periférica en un modelo animal de hipertensión en el que se usaron fármacos antihipertensivos (aliskiren, nerbivolol y olmesartan); esta reducción también mediaba los efectos antiangiogénicos de estos fármacos137.

Los antioxidantes, como la vitamina C, también podrían tener un efecto beneficioso en este sentido, disminuyendo la liberación de VE; en concreto, se ha observado una disminución de VE endoteliales y plaquetarias en pacientes con diabetes mellitus de tipo 1 y con dislipidemia tras sufrir un infarto de miocardio11.

Además de usar las VE como diana de los tratamientos, recientemente se ha estado investigando el uso de las VE como una herramienta terapéutica, como una forma de administrar un tratamiento de forma más efectiva y «fisiológica». Esta idea surge de que las VE en condiciones fisiológicas pueden tener efectos beneficiosos sobre las células diana. Por ejemplo, se ha observado que las VE pueden participar en procesos de reparación tisular y modulación inmunológica, ya que podrían utilizarse directamente como agentes terapéuticos en la medicina regenerativa y el tratamiento de enfermedades autoinmunes63.

En condiciones fisiológicas, las MV derivadas de plaquetas son capaces (a través del VEGF) de estimular la proliferación, supervivencia, migración de células y formación de nuevos capilares. En cambio, las MV endoteliales se han relacionado con procesos regenerativos y con el mantenimiento de la homeostasis vascular. Por tanto, un aumento en el nivel de este tipo vesicular es clave en procesos en los que se está llevando a cabo una regeneración vascular11,120.

En el riñón, en modelos de nefropatía diabética, ERC, fibrosis y de daño renal agudo, se ha observado que las VE derivadas de células madre mesenquimales presentan una función renoprotectora. En general, las VE derivadas de células madre son las que presentan unos mayores efectos beneficiosos en enfermedades renales. Esto se puede deber a su contenido rico en miRNA y proteínas (principalmente relacionadas con proliferación celular, migración y adhesión)63.

Por último, también se ha planteado el uso de las VE como vehículo de tratamientos (que pueden ser fármacos, miRNA o proteínas). Este tipo de administración tiene como ventaja que son menos inmunogénicas y citotóxicas, y hasta la fecha parecen tener menor rechazo que las nanopartículas63.