Urocortin-2 prevents dysregulation of Ca2+ homeostasis and improves early cardiac remodeling after ischemia and reperfusion

Abstract

OBJETIVOS: Urocortin-2 (Ucn-2) es un potente cardioprotector contra la isquemia y las lesiones de reperfusión (I/R). Sin embargo, se sabe poco sobre su papel en la regulación de la concentración intracelular de Ca2C ([Ca2+]i) en I/R. Aquí examinamos si la adición de Ucn-2 en la reperfusión promueve la cardioprotección centrada en la manipulación de ([Ca2+]i.

MÉTODOS Y RESULTADOS: El modelo de I/R de la rata cardiaca Wistar fue inducido por una ligadura transitoria de la arteria coronaria izquierda y se realizaron experimentos 1 semana después de la cirugía en tejido y cardiomiocitos adultos aislados de zonas de riesgo y remotas. Observamos que el I/R promovía una alteración significativa en la contractilidad cardíaca así como un aumento de la hipertrofia y la fibrosis en ambas zonas. El estudio de las imágenes confocales [Ca2+]i en cardiomiocitos adultos reveló que la I/R disminuyó la amplitud de la contracción transitoria de [Ca2+]i y de los cardiomiocitos en las zonas de riesgo y remotas. Curiosamente, la infusión intravenosa de Ucn-2 antes de la reperfusión del corazón recuperó significativamente la contractilidad cardíaca y previno la fibrosis, pero no afectó a la hipertrofia cardíaca. Además, Ucn-2 recuperó la amplitud del transitorio de [Ca2+]i y moduló la expresión de varias proteínas relacionadas con la homeostasis de [Ca2+]i, como los canales TRPC5 y Orai1. Utilizando miocitos ventriculares de rata neonatal (NRVM) demostramos que Ucn-2 embotó la entrada de Ca2+ operada por almacenamiento inducido por I/R (SOCE), disminuyó la expresión de TRPC5 y Orai1 así como su interacción en la reperfusión.

CONCLUSIÓN: Nuestro estudio proporciona las primeras evidencias que demuestran que la adición de Ucn-2 al inicio de la reperfusión atenúa el remodelamiento cardíaco adverso inducido por I/R, que implica el manejo de [Ca2+]i e inhibe la expresión e interacción entre TRPC5 y Orai1.

AIMS: Urocortin-2 (Ucn-2) is a potent cardioprotector against Ischemia and Reperfusion (I/R) injuries. However, little is known about its role in the regulation of intracellular Ca2C concentration ([Ca2+]i) under I/R. Here, we examined whether the addition of Ucn-2 in reperfusion promotes cardioprotection focusing on ([Ca2+]i handling.

METHODS AND RESULTS: Cardiac Wistar rat model of I/R was induced by transient ligation of the left coronary artery and experiments were conducted 1 week after surgery in tissue and adult cardiomyocytes isolated from risk and remote zones. We observed that I/R promoted significant alteration in cardiac contractility as well as an increase in hypertrophy and fibrosis in both zones. The study of confocal [Ca2+]i imaging in adult cardiomyocytes revealed that I/R decreased the amplitude of [Ca2+]i transient and cardiomyocytes contraction in risk and remote zones. Interestingly, intravenous infusión of Ucn-2 before heart’s reperfusion recovered significantly cardiac contractility and prevented fibrosis, but it didn’t affect cardiac hypertrophy. Moreover, Ucn-2 recovered the amplitude of [Ca2+]i transient and modulated the expression of several proteins related to [Ca2+]i homeostasis, such as TRPC5 and Orai1 channels. Using Neonatal Rat Ventricular Myocytes (NRVM) we demonstrated that Ucn-2 blunted I/R-induced Store Operated Ca2+ Entry (SOCE), decreased the expression of TRPC5 and Orai1 as well as their interaction in reperfusion.

CONCLUSION: Our study provides the first evidences demonstrating that Ucn-2 addition at the onset of reperfusion attenuates I/R-induced adverse cardiac remodeling, involving the [Ca2+]i handling and inhibiting the expression and interaction between TRPC5 and Orai1.