En la diabetes, existe un mayor riesgo de enfermedades vasculares, causa importante de morbilidad y mortalidad para los pacientes. Esto da lugar a un espectro característico de enfermedad microvascular diabética (retinopatía, nefropatía y neuropatía), enfermedades al corazón y accidente vascular encefálico. Las condiciones vasculares en la diabetes están asociadas con la disfunción de las células endoteliales en la hiperglucemia. Una característica común de esta disfunción es el aumento de formación de especies reactivas del oxígeno (ROS) en las mitocondrias, con estrés oxidativo e inactivación del glicelaldehído-3-fosfato deshidrogenasa y la acumulación de triosefosfatos y fructosa-6-fosfato. Por otra parte, se sabe que el sulforafano (NFS), un compuesto característico de las crucíferas, como el brócoli, es un activador del factor-2 (nrf2) que regula la expresión génica a través del promotor de elementos de la respuesta antioxidante (ARE). Nrf2 controla la transcripción de un conjunto de enzimas metabólicas protectoras.

El objetivo de este ensayo fue evaluar si la activación de nrf2 por el sulforafano en células endoteliales microvasculares humanas previene la disfunción metabólica en la hiperglucemia. Células endoteliales fueron incubadas con bajas y altas concentraciones de glucosa (5 y 30 mM) y la activación de nrf2 se estudió mediante translocación nuclear. Además, se evaluaron los efectos de NFS en múltiples vías de disfunción bioquímica, la formación de especies reactivas del oxígeno, la vía de la hexosamine, la proteína quinasa C y la formación de metilglioxal.

La activación de nrf2 por NFS indujo la translocación nuclear de nrf2 y un aumento de la expresión génica del promotor ARE. Por ejemplo, se incrementó 3-5 veces la expresión de transquetolasa y la glutatión reductasa. La hiperglucemia aumentó la formación de ROS, un efecto ligado a la disfunción mitocondrial e impedido por NFS. La generación de ROS se incrementó por la desactivación de nrf2 y la expresión de la transquetolasa. Esto también suprimió el efecto contrario de NFS, sugiriendo la mediación de nrf2 y la relación con el aumento de la transquetolasa. El sulforafano también controló la hiperglucemia inducida por la activación de la hexosamina y la proteína quinasa C, y previno una mayor acumulación celular y excreción del agente metilglioxal.

Se concluye que, en células endoteliales, la activación de nrf2 puede prevenir la disfunción bioquímica y la respuesta funcional asociada, las cuales son inducidas por la hiperglucemia.