MicroRNAs en el proceso de aclimatación aguda y crónica a la altitud

Abstract

Los microRNAs (miRNAs) son transcritos cortos (22-25 nt) no codificantes que regulan la expresión génica mediante la unión a secuencias de mRNA complementarias. Un miRNA actúa sobre varios genes o varios miRNAs pueden regular el mismo gen, lo cual genera efectos cooperativos en la respuesta celular. Los “hipoxamiRs” son un grupo de miRNAs cuya expresión está relacionada con la condición de hipoxia. A la fecha, se han reportado aproximadamente 30 hipoxamiRs encargados de regular procesos relacionados con el metabolismo energético, diferenciación, proliferación, crecimiento y muerte celular. Aunque se ha estudiado el papel de los hipoxamiRs en patologías como el cáncer y las isquemias, su papel durante la aclimatación a la hipoxia hipobárica aún es incierto. En este trabajo se evaluaron algunas variables hematológicas y el patrón de expresión de 5 hipoxamiRs circulantes en plasma de individuos expuestos a hipoxia hipobárica (2600 msnm) durante un periodo de 4 meses. Para cada miRNA se establecieron las condiciones óptimas para la amplificación mediante la técnica de reacción en cadena de polimerasa en tiempo real (RT-qPCR). También se realizó el análisis bioinformático de cada miRNA para establecer su posible relación con los cambios presentes durante la aclimatación mediante redes de regulación. Con relación a las variables hematológicas se encontraron diferencias interindividuales y entre género, que son consistentes con los cambios presentes durante el proceso de aclimatación. Por otra parte, los miRNAs presentaron variaciones interindividuales, sin embargo, la tendencia de algunos miRNAs es similar entre los individuos a lo largo del seguimiento. El análisis bioinformático reveló que los 5 hipoxamiRs evaluados se encuentran estrechamente relacionados y tienen como blanco genes involucrados en procesos como la ubiquitinación de proteínas, la regulación metabólica, la inflamación y procesos derivados del incremento en las especies reactivas de oxígeno. Así mismo, se estableció que el componente central de regulación de estos hipoxamiRs es la vía de respuesta a estrés (MAPKs). Los resultados indican que los niveles plasmáticos de estos hipoxamiRs tienen relación con las adaptaciones fisiológicas que se presentan durante la aclimatación a la altitud, al tener como blanco genes que codifican para proteínas relacionadas con el control de la hipertensión pulmonar, la angiogénesis, la regulación de la función de HIF y de los líquidos corporales.

Abstract: MicroRNAs (miRNAs) are short (22-25 nt) non-coding transcripts that regulate gene expression by binding to complementary mRNA sequences. A miRNA acts on several genes or several miRNAs can regulate the same gene, which generates cooperative effects in the cellular response. The "hipoxamiRs" are a group of miRNAs whose expression is related to the hypoxia condition. To date, approximately 30 hypoxamiRs have been reported to regulate processes related to energy metabolism, differentiation, proliferation, growth and cell death. Although the role of hypoxamids in pathologies such as cancer and ischemia has been studied, their role during acclimation to hypobaric hypoxia is still uncertain. In this work some hematological variables and the expression pattern of 5 circulating hypoxamyRs in plasma of individuals exposed to hypobaric hypoxia (2600 masl) during a period of 4 months were evaluated. For each miRNA optimal conditions for amplification were established by the real-time polymerase chain reaction (RT-qPCR) technique. The bioinformatic analysis of each miRNA was also performed to establish its possible relationship with the changes present during acclimation through regulation networks. Regarding the hematological variables, interindividual and gender differences were found, which are consistent with the changes present during the acclimation process. On the other hand, the miRNAs presented interindividual variations, however, the tendency of some miRNAs is similar among individuals throughout the follow-up. The bioinformatic analysis revealed that the 5 evaluated hypoxamiRs are closely related and target genes involved in processes such as protein ubiquitination, metabolic regulation, inflammation and processes derived from the increase in reactive oxygen species. Likewise, it was established that the central regulatory component of these hypoxamids is the stress response pathway (MAPKs). The results indicate that the plasma levels of these hypoxamiRs could be related to the physiological adaptations that occur during altitude acclimation, by targeting genes that code for proteins related to the control of pulmonary hypertension, angiogenesis, the regulation of the function of HIF and body fluids.