Evaluación in vitro del potencial de bioactivos alimentarios para inhibir la calcificación de la musculatura lisa vascular con la finalidad de diseñar un alimento funcional

Abstract

[spa] La calcificación cardiovascular (CCV) es una forma de calcificación patológica que consiste en la deposición de sales de fosfato de calcio en la capa media de las arterias y venas y que aumenta el riesgo de padecer enfermedad cardiovascular. El desarrollo de la CCV es complejo y se produce como resultado de una serie de alteraciones del metabolismo óseo y mineral que se enmarcan dentro del concepto CKD-MBD (Chronic Kidney DiseaseMineral and Bone Disorder). Este desorden es característico en pacientes con enfermedad renal crónica (ERC). La ERC puede desencadenarse por diversos factores, pero son la diabetes y la edad avanzada los factores que más contribuyen a su desarrollo. La pérdida de masa renal de la ERC afecta la señalización por FGF-23, Klotho, al efecto de la hormona paratiroidea (PTH) y a la conversión renal de calcidiol a calcitriol, conduciendo a un entorno hipercalcémico e hiperfosfatémico. Paralelamente, la ERC se asocia con un estado pro-inflamatorio y al estrés oxidativo sistémico. En conjunto, estas condiciones terminan por inducir una transformación fenotípica osteogénica en las células musculares lisas vasculares (CMLV) que empiezan a producir matriz extracelular mineralizada y a perder el fenotipo de célula muscular lisa, conduciendo a la CCV. Los tratamientos específicos para la CCV son muy escasos y se limitan a controlar los niveles séricos de fosfato y calcio para impedir la progresión de la enfermedad. Las intervenciones dietéticas terapéuticas a gran escala a través de alimentos funcionales que inhibiesen la CCV dirigidos a poblaciones de riesgo podrían ser de gran utilidad para aliviar el impacto social y en el sistema público de salud. En el presente trabajo, se han trazado dos objetivos: primero, evaluar un modelo para establecer cultivos in vitro de calcificación y transformación osteogénica, segundo, evaluar el efecto anticalcificante de varios bioactivos alimentarios, entre ellos, el inositol hexafosfato (IP6), la curcumina, el cloruro de magnesio (MgCl2), entre otros. Los resultados obtenidos nos indican que los modelos in vitro de calcificación de CMLVh pueden ser adecuados para el estudio del efecto inhibidor de la calcificación por parte de diferentes tipos de compuestos, especialmente moléculas inhibidoras de la cristalización de fosfato cálcico, pero también para compuestos con actividad antioxidante. El magnesio, el IP6 y la curcumina presentaron cierta actividad inhibidora de la calcificación, por lo que en futuros estudios se debería profundizar en los efectos aditivos o sinérgicos entre ellos, lo que permitiría avanzar en el desarrollo de nuevos alimentos funcionales con potencial inhibidor de la calcificación.

[eng] Cardiovascular calcification (CCV) is a form of pathological calcification that involves the formation of deposits of calcium phosphate salts in the middle layer of arteries and veins, increasing the risk of cardiovascular disease. The development of CCV is complex and occurs as a result of a series of alterations in bone and mineral metabolism falling under the concept of CKD-MBD (Chronic Kidney Disease-Mineral and Bone Disorder). This disorder is characteristic in patients with chronic kidney disease (CKD). CKD can be triggered by various factors, but diabetes and advanced age contribute the most to its development. The loss of renal mass in CKD affects the signaling by FGF-23, Klotho, the effect of parathyroid hormone (PTH), and renal conversion of calcidiol to calcitriol, leading to a hypercalcemic and hyperphosphatemic environment. Simultaneously, CKD is associated with a pro-inflammatory state and systemic oxidative stress. Together, these conditions eventually induce an osteogenic phenotypic transformation in vascular smooth muscle cells (VSMCs), which begin to produce mineralized extracellular matrix and lose the smooth muscle cell phenotype, leading to CCV. Specific treatments for CCV are scarce and limited to controlling serum levels of phosphate and calcium to prevent disease progression. -scale therapeutic dietary interventions through functional foods that inhibit CCV, targeted at high-risk populations, could be of great utility in alleviating the social impact on the public health system. In this study, two objectives have been outlined: first, to evaluate a model for establishing in vitro cultures of calcification and osteogenic transformation; second, to evaluate the anti-calcification effect of different bioactive food compounds, including inositol hexaphosphate (IP6), curcumin, magnesium chloride (MgCl2), among others. Our results indicate that the in vitro models of VSMCs calcification may be suitable for studying the inhibitory effect on calcification by different types of compounds, especially calcium phosphate crystallization inhibitors, but also for compounds with antioxidant activity. Magnesium, IP6 and curcumin showed certain calcification inhibitory activity, so future studies should investigate the additive or synergistic effects between them, which would allow to progress in the development of new functional foods with calcification inhibitory potential.