Investigação do papel da Metformina na angiogênese e disfunção endotelial em modelo in vitro de pré-eclâmpsia

Abstract

A pré-eclâmpsia (PE) é uma das principais causas de morbidade e mortalidade materna-fetal no mundo e se caracteriza por hipertensão após a 20ª semana de gestação, associada à proteinúria e/ou disfunção de órgãos-alvo. Quando diagnosticada antes da 34ª semana, classifica-se como PE precoce (PEP), e a partir desse período, como PE tardia (PET). A fisiopatologia da PE envolve invasão trofoblástica deficiente, o que compromete a remodelação das arteríolas espirais, leva a hipóxia placentária e a liberação de fatores antiangiogênicos, como sFlt-1 e sENG. A metformina (MET), fármaco utilizado no tratamento do diabetes tipo 2 e na síndrome do ovário policístico, apresenta efeitos vasculares e anti-inflamatórios e tem sido considerada uma potencial estratégia terapêutica na PE. Neste estudo, investigamos os efeitos da MET sobre vias angiogênicas, estresse oxidativo e função endotelial em HUVECs incubadas com plasma de gestantes saudáveis (GS) e com PE em diferentes períodos gestacionais. Tratamos HUVECs com MET (1 µM) e as incubamos por 24 h com plasma de gestantes saudáveis precoce (GSP), saudáveis tardia (GST), pré eclâmpticas precoce (PEP) e pré-eclâmpticas tardia (PET). Avaliamos a expressão de VEGFR-1 e VEGFR-2 por citometria de fluxo e a expressão de VEGF por qPCR. Analisamos o estresse oxidativo e a capacidade antioxidante por ensaios fluorimétricos e colorimétricos, o potencial de membrana mitocondrial e o mtROS por citometria de fluxo, os níveis de sFlt-1 e sENG por ELISA e a migração celular pelos ensaios de wound healing e transwell. As HUVECs incubadas com plasma de PEP apresentaram aumento dos níveis de sFlt-1 e sENG em relação ao grupo GSP, e a MET reduziu os níveis de sFlt-1. A expressão de VEGFR-1 e VEGFR-2 não diferiu entre os grupos. As HUVECs incubadas com plasma de PET apresentaram maior expressão de VEGF em comparação ao grupo GST, e a MET mostrou tendência de aumento dessa expressão nas HUVECs incubadas com plasma de PEP. No ensaio de transwell, HUVECs tratadas com plasma de PEP apresentaram menor migração celular em comparação ao grupo GSP, e a MET melhorou esse processo. No ensaio de wound healing, não observamos diferenças entre os grupos. A MET aumentou a capacidade antioxidante e o potencial de membrana mitocondrial principalmente no grupo PET, sem alterar significativamente o mtROS. Em conjunto, os resultados indicam que a MET modula predominantemente vias angiogênicas na PEP, evidenciadas pela redução de sFlt-1 e pela melhora da migração celular, e mecanismos relacionados ao estresse oxidativo na PET, caracterizados pelo aumento da capacidade antioxidante e do potencial de membrana mitocondrial. Esses achados sugerem que a MET exerce um papel modulador na disfunção endotelial associada à PE e reforçam seu potencial terapêutico nesse contexto.

Pre-eclampsia (PE) is a major cause of maternal and fetal morbidity and mortality worldwide and is characterized by hypertension after the 20th week of gestation, associated with proteinuria and/or target organ dysfunction. PE is classified as early onset (PEP) when diagnosed before the 34th week of gestation and as late-onset (PET) when diagnosed thereafter. The pathophysiology of PE involves impaired trophoblastic invasion and inadequate spiral artery remodeling, resulting in placental hypoxia and the release of antiangiogenic factors, including sFlt-1 and sENG. Metformin (MET), a drug widely used in the treatment of type 2 diabetes and polycystic ovary syndrome (PCOS), exhibits vascular and anti-inflammatory properties and has emerged as a potential therapeutic strategy in PE. In this study, we investigated the effects of MET on angiogenic signaling, oxidative stress, and endothelial function in HUVECs incubated with plasma from healthy pregnant women (GS) and women with PE at different gestational stages. HUVECs were treated with MET (1 µM) and incubated for 24h with plasma from early healthy pregnant women (GSP), late healthy pregnant women (GST), early pre-eclamptic women (PEP), and late pre-eclamptic women (PET). VEGFR-1 and VEGFR-2 expressions were assessed by flow cytometry, and VEGF expression by qPCR. Oxidative stress and antioxidant capacity were evaluated using fluorimetric and colorimetric assays; mitochondrial membrane potential and mtROS were analyzed by flow cytometry; sFlt-1 and sENG levels were quantified by ELISA; and cell migration was assessed using wound healing and transwell assays. HUVECs incubated with PEP plasma exhibited increased sFlt-1 and sENG levels compared with the GSP group, whereas MET reduced sFlt-1 levels. VEGFR-1 and VEGFR-2 expressions did not differ among groups. HUVECs incubated with PET plasma showed increased VEGF expression compared with the GST group, and MET tended to enhance VEGF expression in HUVECs incubated with PEP plasma. In the transwell assay, PEP plasma reduced endothelial cell migration compared with the GSP group, and MET improved this response. No differences were observed among groups in the wound healing assay. MET increased antioxidant capacity and mitochondrial membrane potential predominantly in the PET group, without significantly affecting mtROS levels. Collectively, these findings indicate that MET preferentially modulates angiogenic pathways in PEP, evidenced by reduced sFlt-1 levels and improved endothelial migration, and oxidative stress-related mechanisms in PET, characterized by enhanced antioxidant capacity and mitochondrial membrane potential. These results suggest that MET exerts a modulatory effect on endothelial dysfunction associated with PE and supports its therapeutic potential in this context.