MADRID, 19 May. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del grupo de Jeroen Bakkers en el Instituto Hubrecht (Países Bajos) han descubierto el mecanismo clave de la regeneración cardiaca, en estudios realizados sobre el pez cebra, según publican en la revista 'Science'.
Las enfermedades cardiovasculares, como los infartos, son una de las principales causas de muerte en todo el mundo, debido al limitado poder de autocuración del corazón. A diferencia de los humanos, el pez cebra tiene la notable capacidad de recuperarse de daños cardíacos.
Los científicos descubrieron un nuevo mecanismo que funciona como un interruptor que empuja a las células del músculo cardíaco a madurar en el proceso de regeneración. Y lo que es más importante, este mecanismo estaba conservado evolutivamente, ya que tenía un efecto muy similar en las células musculares cardiacas de ratones y humanos.
Los resultados del estudio demuestran que examinar el proceso natural de regeneración cardiaca en el pez cebra y aplicar estos descubrimientos a las células musculares cardiacas humanas podría contribuir al desarrollo de nuevas terapias contra las enfermedades cardiovasculares.
Se calcula que cada año mueren 18 millones de personas por enfermedades cardiovasculares. Muchas de estas muertes están relacionadas con infartos de miocardio. En estos casos, un coágulo de sangre impide el suministro de nutrientes y oxígeno a partes del corazón.
Como consecuencia, las células del músculo cardiaco de la parte obstruida del corazón mueren, lo que acaba provocando una insuficiencia cardiaca. Aunque existen terapias que controlan los síntomas, no hay ningún tratamiento capaz de sustituir el tejido perdido por células musculares cardíacas maduras y funcionales y, por tanto, curar a los pacientes.
A diferencia de los humanos, algunas especies como el pez cebra pueden regenerar su corazón. En los 90 días siguientes al daño, restablecen totalmente su función cardíaca. Las células supervivientes del músculo cardíaco son capaces de dividirse y producir más células. Esta característica única proporciona a los corazones de pez cebra una fuente de tejido nuevo para reemplazar las células musculares cardíacas perdidas.
En estudios anteriores se identificaron con éxito factores capaces de estimular la división de las células musculares cardiacas. Sin embargo, no se había estudiado lo que ocurre después con las células musculares cardiacas recién formadas.
Phong Nguyen, primer autor del estudio, apunta que "no está claro cómo estas células dejan de dividirse y maduran lo suficiente para poder contribuir al funcionamiento normal del corazón. Nos desconcertó el hecho de que en los corazones de pez cebra el tejido recién formado madurara de forma natural y se integrara sin problemas en el tejido cardiaco existente", recuerda.
Para estudiar con detalle la maduración del tejido recién formado, los investigadores desarrollaron una técnica en la que se cultivaban fuera del cuerpo rodajas gruesas de corazones lesionados de pez cebra. Esto les permitió obtener imágenes en directo del movimiento del calcio en las células musculares del corazón.
La regulación del movimiento del calcio dentro y fuera de las células del músculo cardiaco es importante para controlar las contracciones cardiacas y puede predecir la madurez de la célula. Descubrieron que, tras la división de las células del músculo cardiaco, los movimientos del calcio cambiaban con el tiempo.
"El movimiento del calcio en la célula recién dividida era inicialmente muy similar al de las células embrionarias del músculo cardiaco, pero con el tiempo las células del músculo cardiaco asumieron un tipo maduro de movimiento del calcio --explica Nguyen--. Descubrimos que la díada cardiaca, una estructura que ayudaba a mover el calcio dentro de la célula muscular cardiaca, y en concreto uno de sus componentes, LRRC10, era crucial para decidir si las células musculares cardiacas se dividían o progresaban en su maduración. Las células del músculo cardiaco que carecían de LRRC10 seguían dividiéndose y permanecían inmaduras".
Una vez que Nguyen y sus colegas demostraron la importancia de la LRRC10 para detener la división celular e iniciar la maduración de las células del músculo cardiaco del pez cebra, pasaron a comprobar si sus hallazgos podían trasladarse a los mamíferos. Para ello, indujeron la expresión de LRRC10 en células de músculo cardiaco de ratón y humanas cultivadas en laboratorio.
Sorprendentemente, LRRC10 modificó el manejo del calcio, redujo la división celular y aumentó la maduración de estas células de forma similar a lo observado en los corazones de pez cebra. "Fue emocionante comprobar que las lecciones aprendidas del pez cebra eran traducibles, ya que esto abre nuevas posibilidades para el uso de LRRC10 en el contexto de nuevas terapias para pacientes", recuerda.
Los resultados del estudio muestran que LRRC10 tiene el potencial de impulsar aún más la maduración de las células musculares cardiacas mediante el control de su manejo del calcio. Esto podría ayudar a los científicos que intentan resolver la falta de capacidad regenerativa del corazón de los mamíferos mediante el trasplante de células musculares cardiacas cultivadas en laboratorio al corazón dañado.
Aunque esta terapia potencial es prometedora, los resultados mostraron que estas células cultivadas en laboratorio son aún inmaduras y no pueden comunicarse adecuadamente con el resto del corazón, lo que provoca contracciones anormales denominadas arritmias.
"Aunque se necesita más investigación para definir con precisión el grado de madurez de estas células de músculo cardíaco cultivadas en laboratorio cuando se tratan con LRRC10, es posible que el aumento de la maduración mejore su integración tras el trasplante", afirma Jeroen Bakkers, último autor del estudio.
"Además, los modelos actuales de enfermedades cardiacas se basan con frecuencia en células inmaduras de músculo cardiaco cultivadas en laboratorio --prosigue--. El 90% de los candidatos a fármacos prometedores hallados en el laboratorio no llegan a la clínica, y la inmadurez de estas células podría ser uno de los factores que contribuyen a esta baja tasa de éxito. Nuestros resultados indican que LRRC10 podría mejorar también la relevancia de estos modelos".
Así pues, LRRC10 podría contribuir de forma importante a generar células de músculo cardiaco cultivadas en laboratorio que representen con mayor exactitud un corazón humano adulto típico, mejorando así las posibilidades de desarrollar con éxito nuevos tratamientos contra las enfermedades cardiovasculares.
