The choroid plexus is a source of active renin in the central nervous system

Resumen Técnico: El plexo coroideo como fuente de renina activa en el sistema nervioso central

Planteamiento del problema
La existencia de un sistema de renina-angiotensina (SRA) funcional y local dentro del sistema nervioso central (SNC) ha sido objeto de debate durante más de 50 años. Si bien los componentes del SRA regulan la función cardiovascular y el equilibrio de líquidos periféricamente, la identificación de renina funcional y activa dentro del cerebro sigue siendo controversial. La literatura previa ha tenido dificultades para demostrar de manera definitiva que el SNC produce cantidades suficientes de renina activa en compartimentos anatómicos apropiados para sustentar un sistema local generalizado, con algunos estudios sugiriendo que la actividad detectada podría ser renina plasmática atrapada o atribuida a la catepsina D en lugar de a una verdadera renina. Una cuestión crítica aún sin resolver es si una fuente específica dentro del SNC genera y libera renina funcional al líquido cefalorraquídeo (LCR) de forma independiente de la circulación sistémica.

Metodología
Los autores emplearon un enfoque interdisciplinario integrando transcriptómica, biología molecular y ensayos funcionales a través de modelos de ratón y humanos:

1. Análisis transcriptómico: El equipo realizó un análisis de pseudoparámetros y de secuenciación de ARN de célula única (scRNA-seq) en 18 conjuntos de datos disponibles públicamente (tanto de ratón como de humanos) para evaluar la expresión de Ren1 (renina), Ace (enzima convertidora de angiotensina) y Agt (angiotensinógeno) específicamente en las células epiteliales del plexo coroideo (CPEC).
2. Validación molecular:
   • qPCR: Validó la expresión del ARNm de Ren1 en CPEC de ratón a diferentes edades y sexos.
   • Western Blotting: Cuantificó la abundancia de la proteína renina en explantes de plexo coroideo de ratón perfundidos con solución salina en comparación con el tejido renal.
   • Inmunofluorescencia y RNAscope: Utilizó RNAscope de fluorescencia múltiple e inmunofluorescencia tanto en tejidos de ratón como en tejidos humanos post mortem para visualizar el ARNm de Ren1 y su colocalización con el angiotensinógeno (AGT) y la acuaporina-1 (AQP1).
3. Ensayos funcionales:
   • Explantes de ratón: Aislaron explantes de plexo coroideo de ratones perfundidos con PBS e incubaron en líquido cefalorraquídeo artificial (aCSF) durante 24 horas. La actividad de la renina en el medio acondicionado se midió utilizando un sustrato peptídico FRET fluorogénico específico para la escisión de la renina.
   • Análisis de LCR humano: Midieron la actividad de la renina en muestras de LCR humano de la cohorte del Proyecto Alzheimer de Tennessee (TAP) (n=21) utilizando un ensayo fluorogénico específico para humanos.
4. Análisis correlacional: En la cohorte humana, la actividad de la renina en el LCR se correlacionó con la actividad de la renina plasmática de referencia (PRA-S), la relación albúmina LCR/suero (un marcador de la integridad de la barrera hematoencefálica) y los niveles de angiotensinógeno en el LCR. También se analizaron los cambios asociados a la edad en los componentes del SRA en el LCR y el suero.

Resultados clave

• Evidencia transcriptómica: Los conjuntos de datos públicos confirmaron que Ren1 se expresa en las CPEC tanto en ratones como en humanos. La expresión fue mayor in vivo que in vitro y comparable entre sexos. Aproximadamente el 1.13% de las CPEC expresan renina, y alrededor del 60% de estas células coexpresan Ace. La expresión pareció ser ligeramente mayor en los ventrículos laterales en comparación con el cuarto ventrículo.
• Expresión de proteínas: Se detectó la proteína renina en los explantes de plexo coroideo de ratón. En ratones machos, la abundancia de renina en el plexo coroideo fue comparable a la del riñón por cada microgramo de proteína, aunque la masa total del riñón resulta en una producción absoluta exponencialmente mayor. En ratones hembras, la renina del plexo coroideo fue significativamente menor que la del riñón.
• Secreción funcional: Los explantes de plexo coroideo de ratón secretaron renina activa al medio acondicionado. Esta actividad fue independiente de los niveles de renina plasmática y varió según la ubicación ventricular, mostrando los explantes de los ventrículos laterales una mayor actividad que los del 3er y 4to ventrículo.
• Hallazgos en el LCR humano: Se detectó actividad de renina medible en el LCR humano. Crucialmente, la actividad de la renina en el LCR no mostró correlación con la renina plasmática circulante (PRA-S) ni con la relación albúmina LCR/suero, lo que indica que no deriva del perímetro y es independiente de la integridad de la barrera hematoencefálica. Por el contrario, los niveles de angiotensinógeno en el LCR sí se correlacionaron con la relación de albúmina.
• Efectos del envejecimiento: En adultos humanos, la actividad de la renina en el LCR aumentó significamente con la edad. Por el contrario, la actividad de la renina plasmática no mostró un aumento asociado a la edad, y la actividad de la ACE sérica de hecho disminuyó con la edad.

Contribuciones clave

• Identificación de una fuente: El estudio identifica al plexo coroideo como una fuente definitiva de renina funcional y activa en el SNC, resolviendo controversias previas sobre la presencia de renina local.
• Independencia de la circulación: Los autores proporcionan evidencia de que la actividad de la renina en el LCR se genera localmente dentro del SNC y es distinta de la renina sistémica, desafiando la noción de que la actividad del SRA cerebral es simplemente un resultado de la filtración periférica.
• Especificidad de sexo y edad: El trabajo destaca las diferencias de sexo en la abundancia de renina del plexo coroideo (mayor en machos en relación con la masa renal) e identifica un aumento específico de la actividad de la renina en el LCR asociado a la edad que no se refleja en la periferia.

Significancia
El artículo afirma proporcionar "evidencia que respalda un sistema de renina-angiotensina cerebral funcional y local". Al establecer al plexo coroideo como un órgano secretor de renina activa, los hallazgos sugieren un mecanismo para una señalización mediada por el LCR que puede influir en la función cerebral más allá del sistema ventricular. Los autores señalan que esta producción local es necesaria para mediar las acciones de la Angiotensina II en el cerebro, ya que ni la renina ni la Angiotensina II atraviesan la barrera hematoencefálica en condiciones normales.

El aumento de la renina en el LCR asociado a la edad se destaca como particularmente relevante dada la vinculación entre la Angiotensina II y la neuroinflamación, el estrés neuronal, la producción de beta-amiloide y la demencia. Los autores sugieren que comprender la regulación de esta liberación de la renina derivada del plexo coroideo puede tener implicaciones para las enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas, particularmente el Alzheimer, donde los inhibidores del SRA han mostrado beneficios potenciales. Sin embargo, el artículo concluye modestamente que la regulación de esta liberación aún no se comprende completamente y requiere mayor investigación.