El segundo estudio, reveló que la activación selectiva de los receptores de adenosina A2A (A2AR) con CGS21680, incrementó la densidad de sparks en el sarcolema de miocitos de pacientes sin AF, transformando la distribución de los sparks en una distribución similar a la observada en pacientes con FA. Además, la estimulación de los A2AR en pacientes con FA aumentó aún más la densidad de sparks en el sarcolema. Este hecho, combinado con la reducción de la distancia entre sparks vecinos y el incremento en la duración de los mismos, favoreció la fusión de sparks en ondas de Ca2+, lo que explica las despolarizaciones espontáneas de membrana de mayor magnitud y más frecuentes en miocitos auriculares humanos sometidos a la estimulación de los A2AR. Por lo tanto, el aumento en la expresión y/o la activación de los A2AR representa un mecanismo que podría preceder a la FA e inducir alteraciones temporales y espaciales en la homeostasis del Ca2+, similares a las alteraciones observadas en FA. Estos hallazgos, sugieren que los A2AR podrían ser una nueva diana para el tratamiento y la prevención de la FA, relacionada con la liberación excesiva del Ca2+. Por otro lado, diferentes isoformas de PDE3 y PDE4, tienen el potencial de modificar la fosforilación del RyR2 en diferentes complejos moleculares, esperándose que regulen la actividad del canal de Ca2+ de tipo tipo L, el receptor de rianodina o la actividad de SERCA. En el tercer estudio mostramos, que la inhibición de la PDE3 y la PDE4, incrementa la densidad de los sparks, debido al incremento en la densidad de los focos de sparks y de la frecuencia de eventos en cada foco. Esto, combinado con la reducción de la distancia entre sparks vecinos, en presencia del inhibidor de PDE3 o PDE4, facilita la fusión de los sparks en ondas de Ca2+ o calcium transients. La inhibición de PDE3 provocó una fosforilación prominente del RyR2 en el residuo s2808, sugiriéndonos que desempeña un papel importante en la regulación de la liberación de Ca2+, desencadenados por la fosforilación del RyR2 en el residuo s2808, en miocitos auriculares humanos. Por el contrario, la inhibición de PDE4 no afectó a la fosforilación en s2808, pero sí estimuló la liberación espontánea de Ca2+. Además, los efectos de PDE4 sobre la liberación de Ca2+ fueron aditivos, sugiriendo que PDE3 y PDE4 ejercen una regulación complementaria de la homeostasis del Ca2+, pudiendo ser consideradas dianas distintas en el control diferencial y más específico de las arritmias auriculares, dependiendo de los mecanismos relacionados con la liberación espontánea de Ca2+.

Esta tesis doctoral muestra una vinculación de la fibrilación auricular (FA) con la redistribución de los focos de las liberaciones espontáneas de Ca2+ (sparks), produciéndose un acortamiento tanto de la distancia de los sparks al sarcolema como su distancia a sparks vecinos, además de aumentos en la duración, la tasa de subida, la anchura y la desaparición de los sparks que se encuentran en el sarcolema de miocitos auriculares de pacientes con FA. Estos cambios, propician una mayor probabilidad de fusión entre los sparks vecinos, favoreciendo la aparición de ondas de Ca2+ arritmogénicas, capaces de provocar una despolarización de la membrana y generar actividad eléctrica espontánea. Los resultados anteriores, han sido respaldados por el análisis de inmunofluorescencia, mostrando un incremento en la fosforilacion del RyR2 en el residuo s2808, en el sarcolema de miocitos auriculares de pacientes con FA. Además, el análisis electrofisiológico reveló una mayor amplitud en las ITIs y despolarizaciones de membrana, debido a una mayor proximidad de los eventos de liberación de Ca2+ al sarcolema, en pacientes con FA.

En base a estos hallazgos, hemos propuesto un nuevo modelo mecanicista, relacionando la mayor densidad y la distribución periférica de eventos de liberación espontáneas de Ca2+ con el aumento, incidencia y amplitud de la actividad eléctrica espontánea en la FA. Además, apuntan a los A2AR, PDE3 y PDE4, como nuevas dianas terapéuticas para el control farmacológico selectivo y diferencial de la actividad eléctrica excesiva.

Tesis llevada a cabo para conseguir el grado de Doctor por la Universidad Autónoma de Barcelona.--2018-11-30

Peer reviewed