Científicos de Israel regeneran células del corazón de ratones

Una investigación del Instituto Weizmann trató células del corazón de ratón para dar un paso hacia la regeneración de corazones lesionados, algo imposible hasta ahora.

Cuando produce a un ataque al corazón, las células musculares del corazón mueren y se forma tejido cicatricial, allanando el camino para la insuficiencia cardíaca.

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo, en parte debido a que las células de nuestro órgano más vital no se renuevan.

A diferencia de las células de la sangre, el cabello o la piel que pueden renovarse a sí mismas a lo largo de la vida, pero nuestras células del corazón dejan de dividirse poco después del nacimiento, y hay muy poca renovación en la edad adulta.

Una nueva investigación en el Instituto Weizmann de Ciencias da una idea a la pregunta de por qué el corazón de los mamíferos no se regenera, por un lado, y demostró, en ratones adultos, la posibilidad de volver atrás de este destino. Esta investigación apareció en la revista Nature Cell Biology.

El Prof. Eldad Tzahor del Departamento de Regulación Biológica del Instituto Weizmann cree que parte de la respuesta al enigma de la no regeneración podría estar en su área de especialización: desarrollo embrionario, especialmente del corazón. De hecho, se sabe que una proteína llamada ErbB2 – que está bien estudiada, ya que puede pasar a lo largo señales de crecimiento que promueven ciertos tipos de cáncer – juega un papel en el desarrollo del corazón. ErbB2 es un receptor especializado – una proteína que transmite mensajes externos en la célula.

La proteína generalmente trabaja en conjunto con un segundo receptor relacionado, receptor, mediante la unión de un factor de crecimiento llamado Neuregulin 1 (NRG1) para transmitir su mensaje. NGR1 ya se está probando en estudios clínicos para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca.

El Dr. Gabriele D’Uva, un becario postdoctoral en el grupo de investigación del Prof. Eldad Tzahor, quería saber exactamente cómo NRG1 y ErbB2 están involucradas en la regeneración del corazón. En los ratones, las nuevas células musculares del corazón se pueden agregar hasta una semana después del nacimiento; los ratones recién nacidos pueden regenerar corazones dañados, mientras que los ratones a los siete días de edad, no pueden. D’Uva y la estudiante de investigación Alla Aharonov observaron que las células musculares del corazón llamadas cardiomiocitos que fueron tratadas con NRG1 continuaron proliferando en el día de su nacimiento; pero el efecto se redujo drásticamente en una semana, incluso con grandes cantidades de NRG1. Investigaciones posteriores mostraron

que la diferencia entre un día y una semana estaba en la cantidad de ErbB2 en las membranas de los cardiomiocitos.

Posteriormente, el equipo creó ratones en los que el gen ErbB2 fue eliminado sólo en los cardiomiocitos. Esto tuvo un impacto severo: los ratones tenían corazones con paredes que eran delgadas y en forma de globo – una patología cardíaca conocida como cardiomiopatía dilatada.

La conclusión fue que los cardiomiocitos que carecen de ErbB2 no se dividen, incluso en la presencia de NRG1. Luego, el equipo reactivó la proteína ErbB2 en células del corazón de ratón adulto, en el que los cardiomiocitos normalmente no se dividen más. Esto dio lugar a la proliferación de cardiomiocitos y la hipertrofia extrema – el crecimiento excesivo de los cardiomiocitos individuales – que conduce a un corazón gigante (cardiomegalia) que dejó poco espacio para la sangre para entrar. Tzahor: “Muy poca o demasiada cantidad de esta proteína ha tenido un impacto devastador en la función del corazón.”

La pregunta clave de la investigación era: ¿si se pudiera activar ErbB2 sólo por un corto período de tiempo en un corazón adulto después de un ataque al corazón, podría ser posible obtener resultados positivos, es decir, la renovación de las células cardíacas, sin los negativos como la hipertrofia y la cicatrización?

Para probar esta idea, el equipo descubrió que podía, de hecho, activar ErbB2 en ratones durante un corto intervalo de tiempo sólo después de un ataque cardíaco inducido y obtener la regeneración del corazón casi completa dentro de varias semanas. “Los resultados fueron increíbles”, dice Tzahor. “A diferencia de extensas cicatrices en los corazones de control, los corazones con ErbB2 activado habían vuelto completamente a su estado anterior.”

La investigación del proceso de regeneración a través de imágenes en vivo y estudios moleculares reveló cómo sucede esto: los cardiomiocitos se “desdiferencian” – es decir, vuelven a una forma anterior, entre un embrión y una célula adulta, que puede dividirse y diferenciarse en nuevas células de corazón. En otras palabras, el ErbB2 activado llevó las células un paso atrás a una forma anterior, embrionaria; y luego al detener su actividad se promovió el proceso de regeneración.

Al continuar la investigación, Tzahor y su equipo comenzaron a allanar el camino – “la proteína ErbB2 es claramente la parte superior de la cadena. Hemos demostrado que ésta puede inducir la regeneración cardíaca por su cuenta. Pero la comprensión de las funciones de las otras proteínas de la cadena nos puede llevar a lograr nuevos objetivos farmacológicos para el tratamiento de las enfermedades del corazón “, comentó D’Uva.

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