Los científicos del UT Southwestern Medical Center han descubierto una proteína que funciona con otros durante el desarrollo para frenar la división celular en el corazón, informan hoy en Nature. Los hallazgos podrían eventualmente usarse para revertir este bloqueo del desarrollo y ayudar a las células cardíacas a regenerarse, ofreciendo una forma completamente nueva de tratar una variedad de afecciones en las que el músculo cardíaco se daña, incluida la insuficiencia cardíaca causada por virus, toxinas, presión arterial alta o corazón. ataques
Los tratamientos farmacéuticos actuales para la insuficiencia cardíaca, incluidos los inhibidores de la ECA y los betabloqueantes, se centran en tratar de detener un círculo vicioso de pérdida del músculo cardíaco a medida que la tensión daña aún más el músculo cardíaco restante, causando la muerte de más células, explica el médico-investigador Hesham A. Sadek de UT Southwestern. , MD, Ph.D., profesor de medicina interna, biología molecular y biofísica. No existen tratamientos para reconstruir el músculo cardíaco.
Hace nueve años, Sadek y sus colegas descubrieron que los corazones de los ratones pueden regenerarse si se dañan en los primeros días de vida, estimulados por la división de los cardiomiocitos, las células responsables de la fuerza contráctil del corazón. Sin embargo, esta capacidad se pierde por completo a los 7 días de edad, un punto de inflexión abrupto en el que la división de estas células disminuye drásticamente y las células mismas se agrandan. Las razones por las cuales estas células se ralentizan gradualmente y dejan de dividirse no han sido claras.
Sadek y su equipo descubrieron en 2013 que una proteína llamada Meis1, que pertenece a una categoría conocida como factores de transcripción que regulan la actividad de los genes, desempeña un papel clave para detener la división de las células del corazón. Sin embargo, explica, aunque eliminar este gen en ratones extiende la ventana de la división de las células del corazón, este efecto es transitorio: las células del corazón que faltan este gen eventualmente se ralentizan y detienen su multiplicación.
En consecuencia, los investigadores se preguntaron si existían mecanismos redundantes para detener la división de las células del corazón, incluso cuando Meis1 está ausente. Con ese fin, buscaron ver qué otros factores de transcripción podrían rastrear la actividad con Meis1 en las células del corazón a medida que se dividen rápidamente y luego se detienen en los días posteriores al nacimiento. Rápidamente descubrieron uno llamado Hoxb13 que se ajustaba perfectamente. Se ha demostrado que otras proteínas de la familia Hox, Sadek, actúan como chaperonas para Meis1 en otros tipos de células, transportando Meis1 al núcleo celular.
Para comprender mejor el papel de Hoxb13 en las células cardíacas, los investigadores diseñaron genéticamente ratones en los que se eliminó el gen que codifica Hoxb13. Estos ratones se comportaron de manera muy parecida a aquellos en los que solo se eliminó el gen de Meis1: la ventana para la división rápida de las células del corazón aumentó pero aún así se cerró en unas pocas semanas. Cuando los investigadores apagaron Hoxb13 en corazones de ratones adultos, su división celular tuvo un breve resurgimiento, suficiente para prevenir el deterioro progresivo después de un ataque cardíaco inducido, pero no lo suficiente como para promover una recuperación significativa.
Sin embargo, cuando los investigadores eliminaron los genes de Meis1 y Hoxb13, las células cardíacas de estos ratones parecieron revertir a una etapa más temprana del desarrollo, disminuyendo su tamaño y multiplicándose más. Después de un ataque cardíaco inducido, estos ratones tuvieron una mejora rápida en la cantidad de sangre que cada latido podía expulsar del corazón. Su función cardíaca casi había vuelto a la normalidad.
Con evidencia clara de que Meis1 y Hoxb13 trabajan juntos para detener la división de las células del corazón en los días posteriores al nacimiento, Sadek y sus colegas buscaron lo que a su vez podría regular estas proteínas. Sus experimentos sugieren que la respuesta es la calcineurina, una proteína responsable de regular la actividad de otras proteínas mediante la eliminación de sus grupos fosfato.
Debido a que la calcineurina juega un papel clave en una variedad de enfermedades y otras afecciones médicas, como la artritis reumática, la esquizofrenia, la diabetes y el trasplante de órganos, ya existen varios medicamentos en el mercado que se dirigen a esta proteína. Posiblemente, dice Sadek, se podrían desarrollar otros medicamentos para atacar directamente a Meis1 y Hoxb13. Los investigadores eventualmente podrán desarrollar estrategias para reiniciar la división de las células del corazón a través de un solo medicamento o combinaciones que se dirijan a cualquier parte de esta vía reguladora, agrega.
«Al construir la historia de los mecanismos fundamentales de la división de las células del corazón y lo que la bloquea», dice Sadek, «ahora estamos significativamente más cerca de poder aprovechar estas vías para salvar vidas».
