Citation for published version (APA): Filipeanu, C. (2001). Intracellular angiotensin II: from myth to reality Groningen: s.n.

Transcriptie

1 University of Groningen Intracellular angiotensin II Filipeanu, Catalin IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below. Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Publication date: 2001 Link to publication in University of Groningen/UMCG research database Citation for published version (APA): Filipeanu, C. (2001). Intracellular angiotensin II: from myth to reality Groningen: s.n. Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Take-down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum. Download date:

2 Samenvatting Angiotensine II is een hormoon, dat een belangrijke pathofysiologische rol speelt bij hart- en vaatziekten. Het onderzoek naar het renine-angiotensinesysteem begon in de jaren vijftig; het systeem werd beschouwd als een circulerend endocrien systeem, waarin renine, afgegeven door de nier, het angiotensinogeen, gevormd in de lever, omzet in het decapeptide angiotensine I. Tijdens passage in het longvaatbed wordt angiotensine I omgezet in angiotensine II door het angiotensine-converterend enzym (ACE). Onderzoek van de laatste twintig jaar heeft echter het bestaan van een weefselgebonden of een locaal renine-angiotensine-systeem aangetoond, dat angiotensine II in het weefsel produceert. Zoals veel andere hormonen, oefent angiotensine II zijn biologische effecten uit via specifieke receptoren, gelokaliseerd in de cellulaire plasmamembraan. Dit promotie-onderzoek had ten doel om te onderzoeken of angiotensine II ook intracellulaire effecten heeft, welke onafhankelijk zijn van activering van de receptoren in de plasmamembraan. Het onderzoek werd uitgevoerd in gladde spiercellen van de vaatwand, met als belangrijk doel om alternatieve cellulaire signaaltransductie-routes op te sporen, waarmee in cardiovasculaire therapeutische strategieën nog geen rekening gehouden wordt. In hoofdstuk 1 wordt een algemeen overzicht van het renine-angiotensinesysteem gegeven, inclusief recent gerapporteerde gegevens die wijzen op een rol voor intracellulair angiotensine II. De schaarse gegevens met betrekking tot intracellulair angiotensine II waren verkregen in gekweekte cellen. In hoofstuk 2 is het effect van intracellulair angiotensine II daarentegen onderzocht in ring-preparaten van de aorta van de rat. Angiotensine II werd intracellulair afgeleverd door middel van liposomen. Intracellulair angiotensine II bleek contracties van de gladde spiercellen te bewerkstelligen, die niet beïnvloed werden door extracellulair toegediend losartan, een AT 1 -receptor antagonist. Intracellulair toegediend losartan deed de door intracellulair angiotensine II geïnduceerde contracties daarentegen teniet. In tegenstelling tot de membraan gebonden AT 1 -receptor werden de 141

3 effecten van intracellulair angiotensine II ook geblokkeerd door een AT 2 - receptor antagonist PD123319, zij het in mindere mate. Intracellulair toegediend angiotensine I veroorzaakte ook contracties van de rattenaorta; dit effect werd niet beïnvloed door een remmer van het angiotensine-converterend enzym, hetgeen mogelijk wijst op het bestaan van andere wijzen van angiotensine II vorming of op een direct angiotensine I effect. Deze proeven tonen het bestaan van patho-fysiologische effecten van angiotensine II aan in cellulaire compartimenten, welke nog niet eerder onderzocht zijn. In hoofdstuk 3 zijn de signaaltransductie-mechanismen, die geactiveerd worden door intracellulair angiotensine II, onderzocht. Deze experimenten werden uitgevoerd in de A7r5 gladde spiercellijn, die stamt uit de aortavaatwand. In deze A7r5-cellen induceert extracellulair toegediend angiotensine II geen functionele responsen. Intracellulair angiotensine II daarentegen, toegediend via liposomen of na gecontroleerde permeabilisatie van de plasmamembraan, induceerde een influx van extracellulaire Ca 2+ ionen, stimuleerde IP 3 -productie en versterkte de IP 3 -geinduceerde mobilisatie van intracellulair opgeslagen Ca 2+. Deze effecten werden niet beïnvloed door AT 1 - en AT 2 -receptor antagonisten, hetgeen aantoont dat de intracellulaire receptoren verschillen van de AT 1 -receptor op de plasmamembraan, hoewel intracellulair angiotensine II wel de gebruikelijke signaaltransductie-routes activeert. In hoofdstuk 4 is de interactie tussen intracellulair angiotensine II en andere extracellulair toegediende hormonen onderzocht in A7r5 cellen. Intracellulair afgeleverd angiotensine II remde de effecten (Ca 2+ -influx) van extracellulair serotonine en UTP. In tegenstelling tot de hierboven beschreven resultaten, werden deze effecten van angiotensine II wel geblokkeerd door een intracellulair toegediende AT 1 -receptor antagonist. Dit wijst erop, dat er mogelijk meerdere typen intracellulaire angiotensine II-receptoren bestaan. In hoofdstuk 5 is deze conclusie verder onderbouwd door onderzoek naar de effecten van intracellulair angiotensine II op de celgroei van A7r5-cellen. Analyse van de gegevens liet een stimulerend effect van angiotensine II op 142

4 celgroei zien waarbij twee receptoren met verschillende affiniteit voor angiotensin II betrokken waren. AT 1 - en AT 2 -receptor antagonisten blokkeerden het hoog-affine effect van angiotensine II, terwijl de bindingsplaats met lage affiniteit niet beïnvloed werd. Beide receptoren werden echter geblokkeerd door CGP42112A. Deze stof stond tot nu toe bekend als een (partiële) AT 2 -receptor agonist. Experimenten met selective remmers lieten zien dat de stimulatie van de celgroei afhankelijk is van activering van de signaaltransductie-routes fosfatidyl-3-kinase (PI-3K) en mitogen activated protein kinase (MAPK/ERK). In hoofdstuk 6 is de desensitisatie van de extracellulaire AT 1 -receptor in de aorta van ratten onderzocht, teneinde de rol en de mechanismen van internalisering van AT 1 -receptoren te ontrafelen. Deze internalisering kan een rol spelen bij het intracellulair afleveren van angiotensine II. Wij ontdekten een belangrijke mate van desensitisatie van de door angiotensine II geïnduceerde contractiele respons na herhaaldelijke toediening van de agonist. Het bleek dat internalisering van de AT 1 -receptor met name plaatsvond via z.g. clathrincoated pits, maar deels ook via een alternatieve route, de caveolae. Er vond tevens een uitgebreid transport van geinternaliseerde AT 1 -receptoren plaats in het tubulo-endosomale compartiment dat bij receptor-recycling betrokken is. Brefeldine A, een stof die structuren van het Golgi-systeem verandert, is zelfs na blokkade van internaliseringroutes in staat om de desensitisatie toe te laten nemen. Nocodazole, een remmer van de polymerisatie van microtubuli, was daarentegen alleen onder controle omstandigheden in staat om de desensitisatie toe te laten nemen, maar niet na blokkade van de internalisering. Onze resultaten brengen daarmee de desensensitisatie-gerelateerde, sub-cellulaire trafficking routes in kaart die mogelijk een extra aangrijpingspunt vormen voor het verminderen van de contractiele effecten van angiotensine II. Een overzicht van de huidige inzichten in de intracellulaire angiotensine IIreceptoren is weergegeven in hoofdstuk 7. De potentiële klinische relevantie van intracellulair angiotensine II in hart- en vaatziekten, de farmacologische 143

5 implicaties en mogelijke toekomstige onderzoeksontwikkelingen worden besproken. De relatieve rol van de verschillende subtypen van de plasmamembraangebonden angiotensine II-receptor past zich aan fysiologische en pathologische omstandigheden aan. Het bestaan van intracellulaire angiotensine II-receptoren voegt hier een nieuwe dimensie aan toe. Intracellulair angiotensine II induceert groei in gladde spiercellen van de vaatwand en speelt mogelijk een rol in remodeling-processen. Intracellulair angiotensine II zou voorts betrokken kunnen zijn bij de aanhoudende vasculaire contractiliteit door het omzeilen van de snelle desensitisatie van door extracellulair angiotensine II geactiveerde signaalroutes. Het bestaan van intracellulaire angiotensine II-receptoren en mogelijk ook andere componenten van het renine-angiotensine-systeem kan daarom bijdragen aan nieuwe farmacologische benaderingen in de behandeling van ziekten, waarbij het renine-angiotensine-systeem een rol speelt. 144