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Con la edad, el corazón humano pierde gradualmente su capacidad de repararse a sí mismo después de una lesión. El daño causado por lesiones como la isquemia cardíaca y el ataque al corazón, que se asocian con la disminución de los niveles de oxígeno en el corazón, pueden hacer que el corazón funcione por debajo de su capacidad normal, lo que dificulta que los pacientes realicen sus actividades cotidianas.
Para aumentar la reparación del corazón después de una lesión isquémica, los investigadores recurrieron a terapias basadas en células madre, que reemplazan el tejido muerto del corazón con tejido nuevo y funcional. Sin embargo, en la mayoría de los casos, menos del 1 por ciento de las células madre sobreviven al trasplante en el corazón, debido principalmente a la incapacidad de las células para hacer frente a las demandas metabólicas del entorno isquémico.
Ahora, en una nueva investigación, Los científicos de la Escuela de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple muestran que, al menos en ratones, este obstáculo se puede superar mediante la reintroducción de la proteína LIN28a normalmente expresada en el corazón en desarrollo en células madre derivadas del tejido cardíaco adulto. LIN28 hace que las células madre cardíacas adultas sean metabólicamente más flexibles, mejorando en gran medida sus posibilidades de supervivencia.
«LIN28 es muy activo en el corazón en desarrollo, pero no en el corazón adulto», explicó Mohsin Khan, Ph.D. , Profesor Asistente de Ciencias Cardiovasculares en el Centro de Investigación Cardiovascular de la Facultad de Medicina Lewis Katz e investigador principal del nuevo estudio. «Descubrimos que cuando expresamos LIN28 en células madre cardíacas de tejido cardíaco adulto, las células adultas se reprogramaron para tener características metabólicas de células cardíacas jóvenes en desarrollo. El proceso fue esencialmente como el envejecimiento inverso».
El nuevos hallazgos fueron publicados en línea en la revista Redox Biology.
El corazón fetal está especialmente adaptado para funcionar en condiciones de bajo oxígeno. Sin embargo, después del nacimiento, esta tolerancia a la falta de oxígeno se pierde y, en la edad adulta, el corazón es extremadamente sensible a la disminución de la disponibilidad de oxígeno. Los cambios en el metabolismo celular son la razón subyacente de este cambio, y estudios recientes sugieren que estas diferencias metabólicas en el corazón ayudan a determinar el destino de las células madre después del trasplante.
En el nuevo estudio, el Dr. Khan y sus colegas estaban interesados en averiguar si los reguladores metabólicos que se expresan en el corazón en desarrollo podrían impartir una especie de flexibilidad metabólica a las células similares a células derivadas de tejido cardíaco (CTSC). Las CTSC están presentes tanto en el tejido cardíaco neonatal como en el adulto, pero solo expresan LIN28 en el corazón en desarrollo. En el tejido cardíaco adulto, las CTSC poseen potencial regenerativo y, por lo general, están inactivas.
El equipo comenzó reintroduciendo la expresión de LIN28 en CTSC de ratón adulto in vitro y analizando los efectos en las vías de señalización involucradas en el metabolismo, el crecimiento y la regeneración celular. . Descubrieron que la expresión de LIN28 producía una respuesta regenerativa robusta, modificando las CTSC para promover el crecimiento y la supervivencia en respuesta al estrés oxidativo. Los investigadores vincularon las modificaciones a la vía de señalización Let7/PDK1, que se sabe que regula el metabolismo aeróbico en las células. El trasplante de CTSC que expresan LIN28 en el corazón de ratones que habían sufrido un ataque cardíaco dio como resultado mejoras significativas en la estructura y función cardíacas. Estos efectos fueron mediados a través de las mismas vías identificadas en las evaluaciones in vitro.
«LIN28 modificó la producción de energía en CTSC, lo que llevó a la secreción de muchos factores que son beneficiosos para la supervivencia de las células cardíacas», explicó el Dr. Khan. . «En general, las células adquirieron un fenotipo más juvenil».
Dr. Khan planea luego traducir los nuevos hallazgos en un modelo animal más grande y determinar si las células madre cardíacas derivadas de humanos pueden ser reprogramadas por LIN28. «Estos estudios podrían tener implicaciones importantes sobre cómo abordamos la terapia con células madre para la enfermedad cardiaca en humanos», dijo.
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El microARN embrionario alimenta la regeneración de las células cardíacas, según muestran los investigadores Más información: Antonia Elizabeth Yuko et al, La regulación redox y metabólica inducida por LIN28a promueve la supervivencia de las células cardíacas en el corazón después de una lesión isquémica , Biología redox (2021). DOI: 10.1016/j.redox.2021.102162 Proporcionado por la Universidad de Temple Cita: La proteína involucrada en el desarrollo del corazón impulsa la estrategia de células madre para la reparación del corazón (2021, 21 de octubre) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress .com/news/2021-10-protein-involved-heart-boosts-stem.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.