Vascular endothelial growth factor gene variations as a risk predictor in disc degeneration / Variação do gene fator de crescimento endotelial vascular como preditor de risco para a degeneração discal

ABSTRACT Objective: To evaluate the frequency of polymorphisms in the vascular endothelial growth factor (VEGF) gene, as well as to identify a potential risk haplotype among the polymorphic regions in this gene in patients with disc degeneration and in the Control Group. Methods: This study analyzed a total of 217 individuals distributed into the Disc Degeneration and Control Groups. Peripheral blood was collected from all patients to detect VEGF gene polymorphisms identified by qPCR (rs699947, rs1570360, rs2010963, rs833061 and rs3025039). All patients presenting disc degeneration had the confirmation by nuclear magnetic resonance test and were rated according to disc degeneration level. Results: All polymorphisms were in Hardy- Weinberg equilibrium (p>0.05) in the studied population. The genotypic frequency for Disc Degeneration and Control Group were rs699947 p = 0.475, rs1570360 p = 0.862, rs2010963 p = 0.823, rs833061 p=0.596 and rs3025039 p=0.230. In haplotype analysis, the compositions CAGGC (p=0.094) and CCGGC (p=0.054) stood out. Conclusion: The correlation between VEGF gene polymorphism as a risk predictor for disc degeneration was negative in the studied population. However, the VEGF gene has a large polymorphic region, and it is activated by various catabolic and metabolic factors in the disc degeneration process, which has not been fully elucidated.

RESUMO Objetivo: Avaliar a frequência dos polimorfismos no gene fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), bem como identificar potencial haplótipo de risco entre as regiões polimórficas deste gene em pacientes com degeneração discal e em Grupo Controle. Métodos: Este estudo analisou 217 pacientes distribuídos nos Grupos Degeneração Discal e Grupo Controle. Foi coletado sangue periférico de todos os pacientes para a detecção dos polimorfismos do gene VEGF identificados por qPCR (rs699947, rs1570360, rs2010963, rs833061 e rs3025039). Todos os pacientes que apresentaram degeneração discal tiveram a confirmação por meio de ressonância magnética nuclear e avaliação do nível de degeneração do disco. Resultados: Todos os polimorfismos foram encontrados no equilíbrio de Hardy-Weinberg (p>0,05) na população estudada. A frequência genotípica para o Grupo Degeneração de Disco e do Grupo Controle foi rs699947 p=0,475, rs1570360 p=0,862, rs2010963 p=0,823, rs833061 p=0,596 e rs3025039 p=0,230. Para a análise do haplótipo, destacaram-se as composições CAGGC (p=0,094) e CCGGC (p=0,054). Conclusão: A correlação entre os polimorfismos do gene VEGF como preditor de risco para degeneração discal foi negativa na população estudada. No entanto, o VEGF possui grande região polimórfica, ativada por vários fatores catabólicos e metabólicos no processo de degeneração discal, que não está completamente elucidado.

Angiogênese coronariana como resposta endógena da isquemia miocárdica no adulto / Coronary angiogenesis as an endogenous response to myocardial ischemia in adults / Angiogénesis coronaria como respuesta endógena de la isquemia miocárdica en el adulto

O processo de angiogênese envolve uma sequência complexa de estímulos e respostas integradas, como estimulação das células endoteliais (CE) para sua proliferação e migração, estimulação da matriz extracelular, para atração de pericitos e macrófagos, estimulação das células musculares lisas, para sua proliferação e migração, e formação de novas estruturas vasculares. Angiogênese é principalmente uma resposta adaptativa à hipóxia tecidual e depende do acúmulo do fator de crescimento induzido pela hipóxia (FIH-1 α) na zona do miocárdio isquêmico, que serve para aumentar a transcrição do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e seus receptores VEGF-R, pelas CE em sofrimento isquêmico. Esses passos envolvem mecanismos enzimáticos e proteases ativadoras do plasminogênio, metaloproteinases (MMP) da matriz extracelular (MEC) e cinases que provocam a degradação molecular proteolítica da MEC, bem como pela ativação e a liberação de fatores de crescimento, tais como: fator básico de crescimento dos fibroblastos (FCFb), VEGF e fator de crescimento insulínico-1 (FCI-1). Posteriormente, vem a fase intermediária de estabilização do novo broto neovascular imaturo e a fase final de maturação vascular da angiogênese fisiológica. Como conclusões generalizáveis, é possível afirmar que a angiogênese coronária em adultos é, fundamentalmente, uma resposta parácrina da rede capilar preexistente em condições fisiopatológicas de isquemia e inflamação.

The process of angiogenesis involves a complex sequence of stimuli and integrated responses, such as stimulation of endothelial cells (ECs) for their proliferation and migration, stimulation of the extracellular matrix (ECM) for the attraction of pericytes and macrophages, stimulation of smooth muscle cells for their proliferation and migration, and formation of new vascular structures. Angiogenesis is mainly an adaptive response to tissue hypoxia and depends on the accumulation of the hypoxia-inducible factor (HIF-1α) in the ischemic myocardial area, which increases the transcription of the vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptors VEGF-R by the ECs undergoing ischemia. Those steps involve enzymatic mechanisms and plasminogen activator proteases, metalloproteinases (MMP) of the ECM, and kinases that cause proteolytic molecular degradation of the ECM and activation and release of growth factors, such as: basic fibroblast growth factor (bFGF), VEGF, and insulin growth factor-1 (IGF-1). In the intermediate phase, stabilization of the immature neovascular sprout occurs. The final phase is characterized by vascular maturation of the physiological angiogenesis. In conclusion, coronary angiogenesis in adults is fundamentally a paracrine response of the preexisting capillary network under pathophysiological condition of ischemia and inflammation.

El proceso de angiogénesis involucra una serie compleja de estímulos y de respuestas integradas, como la estimulación de las células endoteliales (CE), para su proliferación y migración, estimulación de la matriz extracelular, para la atracción de pericitos y macrófagos, estimulación de las células musculares lisas, para su proliferación y migración, y formación de nuevas estructuras vasculares. La angiogénesis es principalmente una respuesta adaptativa a la hipoxia tisular y depende de la acumulación del factor de crecimiento inducido por la hipoxia (FIH-1 α) en la zona del miocardio isquémico, que sirve para aumentar la transcripción del factor de crecimiento endotelial vascular (con sus siglas en inglés: VEGF vascular endotelial growth factor), y sus receptores VEGF-R, por las CE en el sufrimiento isquémico. Esos pasos aglutinan mecanismos enzimáticos y proteasas activadoras del plasminógeno, metaloproteinasas (MMP) de la matriz extracelular (MEC), y cinasas que provocan la degradación molecular proteolítica de la MEC, como también la activación y la liberación de factores de crecimiento, tales como: factor básico de crecimiento de los fibroblastos (FCFb), VEGF y factor de crecimiento insulínico-1 (FCI-1). Posteriormente, viene la fase intermedia de estabilización del nuevo brote neovascular inmaduro y la fase final de maduración vascular de la angiogénesis fisiológica. Como conclusiones generales, podemos afirmar que la angiogénesis coronaria en adultos es fundamentalmente, una respuesta paracrina de la red capilar preexistente en condiciones fisiopatológicas de isquemia e inflamación.

Terapia gênica para cardiopatia isquêmica: revisão de ensaios clínicos / Gene therapy for ischemic heart disease: review of clinical trials

Cardiopatia isquêmica grave com angina refratária a formas convencionais de tratamento apresenta-se em uma crescente incidência. Para tratar angina refratária, terapias alternativas na tentativa de redução da isquemia miocárdica e alívio de sintomas têm sido estudadas. Neste contexto, a terapia gênica representa uma opção, pela possibilidade de induzir angiogênese, estabelecer circulação colateral e reperfundir miocárdio isquêmico. Diversos ensaios clínicos têm sido conduzidos e, com exceção de casos isolados e específicos de efeitos adversos, há indicação de segurança, viabilidade e potencial eficácia da terapia. O benefício clínico não está bem definido. Neste artigo, revisamos os ensaios clínicos que utilizaram terapia gênica para tratamento de pacientes cardiopatas isquêmicos. A abordagem inclui: (1) isquemia miocárdica e angiogênese, sobre os aspectos fisiopatológicos envolvidos; (2) fatores de crescimento, tratando sobre aspectos específicos e justificando a utilização em pacientes cardiopatas isquêmicos sem opções pela terapêutica convencional; (3) ensaios clínicos controlados, onde é apresentado um resumo dos principais estudos envolvendo terapia gênica para tratamento da cardiopatia isquêmica grave; (4) nossa experiência, especialmente sobre resultados preliminares do primeiro ensaio clínico de terapia gênica do Brasil e (5) perspectivas.

Severe ischemic heart disease with refractory angina, occurs in increasing incidence. Alternative forms of treatment, in an attempt to reduce myocardial ischemia and relief of symptoms has been studied. In this context, gene therapy is an option, for the possibility of inducing angiogenesis, establish collateral circulation and reperfuse ischemic myocardium. Several clinical trials have been conducted and, except for specific cases of adverse effects, there is indication of safety, feasibility and potential effectiveness of therapy. The clinical benefit, however, is not yet well established. In this article we review the clinical trials of gene therapy for patients with ischemic heart disease. The approach includes: (1) myocardial ischemia and angiogenesis on the pathophysiological aspects involved, (2) growth factors, dealing with specific aspects and justifying the use in cardiac patients with no option for conventional therapy, (3) controlled clinical trials, where a summary of the main studies involving gene therapy for severe ischemic heart disease is presented, (4) our experience, especially on preliminary results of the first gene therapy clinical trial in Brazil and (5) future prospects.

Adipocyte morphometric evaluation and angiogenesis in the omentum transposed to the breast: a preliminary study

OBJECTIVE: The purpose of this study was to describe the probable mechanism of the volume increase of laparoscopically harvested omentum flaps used to treat breast deformities. METHODS: A histological analysis of omentum samples was performed to study the volume increase of laparoscopically harvested omentum flaps. Samples were harvested immediately after the transposition of the omentum from the abdominal cavity to the breast region and during the second surgical procedure for breast symmetrization of eight patients submitted to the transposition of the omentum flap. Changes in the morphometric measurements of the adipocytes (perimeter, diameter, and area), microvascular density (as measured by the CD31 endothelial marker), and immunohistochemical expression of VEGF were documented. RESULTS: The increases in adipocyte size and microvascular density were statistically significant (P < 0.012). The expression levels of VEGF were lower in the second set of samples when compared to the first set, but the differences were not statistically significant (P < 0.093). CONCLUSION: These results demonstrate an increase in cellular volume as measured by adipocyte perimeter, diameter, and area. Moreover, the increase in the number of vessels in the second set of samples suggests that neoangiogenesis was stimulated by the initial increase in VEGF expression levels observed in the first set of samples. The increase in VEGF expression in the flap may have been caused by adipocyte hypertrophy resulting from neoangiogenesis.