El sexo de sus células es importante cuando se trata de enfermedades cardíacas
Los corazones con estenosis de la válvula aórtica deben bombear más fuerte para impulsar la sangre a través de una válvula aórtica estrechada hacia el resto del cuerpo. Crédito: SuneErichsen/Wikimedia Commons, CC BY-SA
La mayoría de los mamíferos, incluidos los humanos, tienen dos cromosomas sexuales, X e Y. Por lo general, un cromosoma sexual se hereda de cada padre y se emparejan como XX o XY en cada célula del cuerpo. Las personas con cromosomas XX generalmente se identifican como mujeres y las personas con cromosomas XY generalmente se identifican como hombres. Los genes en estos cromosomas desempeñan un papel clave en el desarrollo y la función, incluida la forma en que se desarrolla la enfermedad cardíaca.
Antes de convertirme en ingeniero biomédico y estudiar cómo los cromosomas sexuales afectan el corazón, aprendí sobre una curiosa función de los cromosomas X en mi clase de ciencias de la escuela secundaria, con el ejemplo del gato calicó.
Las gatas calico casi siempre tienen manchas anaranjadas y negras en el pelaje, porque el gen que define el color del pelaje se encuentra en el cromosoma X. Cuando un gato naranja se aparea con un gato negro, la descendencia femenina, que normalmente hereda un cromosoma X de cada padre, tendrá una mezcla de furona naranja y negra. El cromosoma X codifica el pelaje naranja, mientras que el otro codifica el pelaje negro. Por esta razón, los gatos machos, que normalmente tienen un cromosoma X y uno Y, tienen un pelaje naranja o negro sólido.
¿Cómo ocurre biológicamente esta diferencia de sexo en el color del pelaje? Resulta que las células con cromosomas XX experimentan la inactivación de X: el cromosoma X de uno de los padres se apaga en algunas células, mientras que el cromosoma X heredado del otro padre se apaga en otras. En las células de las gatas calico, la inactivación del cromosoma X puede provocar manchas de pelaje naranja y negro si un cromosoma X proviene de un padre con pelaje naranja y el otro cromosoma X proviene de un padre con pelaje negro.
La inactivación del cromosoma X ocurre porque los organismos como los gatos y las personas solo necesitan un cromosoma X para funcionar correctamente. Para asegurar la «dosis» correcta, uno de los cromosomas X se apaga en cada célula. Pero algunos de los genes en el cromosoma X inactivado escapan a la inactivación y permanecen activados. De hecho, hasta un tercio de los genes en el cromosoma X en las personas pueden escapar a la inactivación, y se cree que desempeñan un papel en la regulación de la salud y la enfermedad.
Debido a que la inactivación de X ocurre solo en aquellas personas con más de un cromosoma X, los investigadores como yo hemos estado analizando cómo los genes que escapan a la inactivación en el segundo X afectan la salud de las personas con cromosomas XX. Hemos encontrado que para ciertas condiciones, el sexo celular puede ser el centro del asunto.
Los gatos calicó y carey tienen parches multicolores de pelaje porque solo uno de sus dos cromosomas X está activado en cada célula.
Un cambio en el corazón
Una enfermedad que los genes de escape del cromosoma X regulan parcialmente es la estenosis de la válvula aórtica, una afección en la que la parte del corazón que controla el flujo de sangre al resto del cuerpo se endurece y se estrecha. . Esto hace que el corazón trabaje más para bombear sangre y, en última instancia, puede provocar insuficiencia cardíaca. Al igual que una persona que intenta abrir una puerta con bisagras oxidadas, el corazón se cansa. Actualmente no hay medicamentos efectivos disponibles para retrasar o detener los síntomas de la enfermedad AVS.
Mi laboratorio estudia cómo los cromosomas sexuales pueden afectar las condiciones cardiovasculares como AVS. Estudios anteriores han demostrado que las válvulas de las personas con cromosomas XX versus XY pueden endurecerse de diferentes maneras. En general, las personas con cromosomas XX tienen un aumento de la cicatrización, lo que se denomina fibrosis, mientras que las personas con cromosomas XY tienen un aumento de los depósitos de calcio. Dadas estas diferencias, sospeché que dar el mismo medicamento a todos podría no ser la mejor manera de tratar el AVS. Pero, ¿qué podría estar causando estas diferencias?
En general, los investigadores creen que las hormonas sexuales impulsan las diferencias sexuales en la rigidez del tejido valvular. De hecho, la disminución de los niveles de estrógeno durante la menopausia puede exacerbar la fibrosis cardíaca. Sin embargo, los estudios sobre enfermedades cardiovasculares en ratones XX y XY han encontrado que las diferencias sexuales aún persisten incluso después de extirpar quirúrgicamente los órganos reproductivos que producen hormonas sexuales.
Mi equipo y yo planteamos la hipótesis de que los genes que escapan a la inactivación X , al ser exclusivo de las personas con cromosomas XX, puede estar impulsando estas diferencias en el endurecimiento de las válvulas. Para probar esta idea, desarrollamos modelos de bioingeniería de tejido de válvula utilizando hidrogeles. Los hidrogeles imitan la rigidez del tejido de la válvula mejor que el medio tradicional de la placa de Petri, lo que nos permite estudiar las células del corazón en un entorno que se parece más al cuerpo.
El tejido del corazón con cromosomas XX tiene una mayor concentración de células (de color verde, con núcleos azules) que promueven la cicatrización que las células con cromosomas XY. Crédito: Brian Aguado, CC BY-NC-ND
Descubrimos que las células que cultivamos en nuestros modelos de hidrogel podían replicar las diferencias sexuales observadas en el tejido de la válvula, es decir, las células de la válvula con cromosomas XX tenían más cicatrices que las células con cromosomas XY . Además, cuando disminuimos la actividad de los genes que escapaban a la inactivación X, pudimos disminuir la cicatrización en las células del cromosoma XX.
Nuestro siguiente paso fue usar nuestros modelos para determinar qué tratamientos funcionan mejor para los AVS basados en sobre el sexo celular. Descubrimos que las células de la válvula XX eran menos sensibles que las células XY a estos medicamentos que se dirigían a los genes que promueven la cicatrización. Sin embargo, los medicamentos que se dirigen específicamente a los genes que escapan a la inactivación X tienen un efecto más fuerte en las células XX.
Cuidado equitativo para todos
Las disparidades de sexo y género en las enfermedades cardiovasculares son rampantes. Por ejemplo, las mujeres tienen menos probabilidades que los hombres de recibir medicamentos cardiovasculares a pesar de las recomendaciones de las pautas, y las personas transgénero tienen tasas más altas de ataques cardíacos que las personas cisgénero.
Nuestro trabajo da un paso más hacia el logro de la equidad en el desarrollo de terapias médicas para las enfermedades cardiovasculares. Al tener en cuenta los cromosomas sexuales, mi equipo y yo creemos que las estrategias de tratamiento se pueden optimizar para todos, independientemente de la célula «seXX».
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La nueva herramienta revela la influencia genética de algunas enfermedades relacionadas con el sexo, incluido el lupus Más información: Brian A. Aguado et al, Genes That Escape X Chromosome Inactivation Modulate Sex Differences in Miofibroblastos de válvula, Circulación (2022). DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.054108 Información de la revista: Circulación
Proporcionada por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: El sexo de sus células importa cuando se trata de enfermedades cardíacas (21 de marzo de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-sex -cells-heartdisease.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.