La liberación lenta de dos sustancias químicas protege el corazón después de ataques cardíacos experimentales
Jianyi Jay Zhang, MD, Ph.D. Crédito: Universidad de Alabama en Birmingham
Un tratamiento novedoso reduce el daño cardíaco después de ataques cardíacos graves en dos modelos animales. Las inyecciones de dos sustancias químicas en una forma de liberación lenta redujeron significativamente el tamaño del tejido cardíaco muerto, conocido como infarto, y mejoraron la función del ventrículo izquierdo, en comparación con los sujetos no tratados.
El riesgo de muerte en pacientes después de un ataque cardíaco agudo está directamente relacionado con el tamaño del infarto, por lo que es valiosa una reducción del tamaño. Los pacientes con ataques cardíacos forman tejido cicatricial para reemplazar el tejido del músculo cardíaco muerto y moribundo, a menudo seguido de insuficiencia cardíaca progresiva con el tiempo a medida que el corazón dañado lucha por mantener la capacidad de bombeo. El estudio de la Universidad de Alabama en Birmingham sobre este nuevo tratamiento, publicado en JCI Insight, fue dirigido por Jianyi «Jay» Zhang, MD, Ph.D., y Wuqiang Zhu, MD, Ph.D. Zhang es profesor y director del Departamento de Ingeniería Biomédica de la UAB en la Facultad de Medicina y la Facultad de Ingeniería de la UAB.
Los dos productos químicos son FGF1 y CHIR99021, o CHIR. FGF1 es un factor de crecimiento de fibroblastos y CHIR es un activador de la vía de señalización Wnt, un grupo de vías de transducción de señales que comienzan con proteínas que transmiten señales a una célula a través de receptores de superficie celular. Cada uno por sí solo había mostrado algunos beneficios, pero los dos nunca se habían probado sinérgicamente.
Zhang y sus colegas encapsularon FGF1 y CHIR en nanopartículas polilácticas-coglicólicas e inyectaron las nanopartículas en las zonas fronterizas de los infartos pronto. después de ataques cardíacos experimentales en ratones y cerdos. El corazón de un cerdo se parece más al corazón humano en tamaño y biología. Demostraron que las nanopartículas liberaron lentamente las dos sustancias químicas durante cuatro semanas.
En ambos modelos, en comparación con los controles no tratados, el tratamiento mejoró la función cardíaca, redujo el tamaño de la cicatriz fibrótica y estimuló fuertemente el crecimiento de los vasos sanguíneos. en el ventrículo izquierdo e impidió que las células del músculo cardíaco cercanas al infarto sufrieran apoptosis, que es una muerte celular programada. Los investigadores de la UAB también encontraron que el tratamiento promovió el ciclo celular de las células endoteliales y las células del músculo liso, tanto en animales como en cultivo.
«Tomados en conjunto», dijo Zhang, «estos datos demuestran por primera vez, que sepamos, que la combinación de CHIR y FGF1 da como resultado una cardioprotección in vivo que se evidencia por una reducción sustancial del tamaño del infarto y por una mejor función de la cámara del ventrículo izquierdo.Como la regeneración de cardiomiocitos a partir de células progenitoras cardíacas es mínima en el corazón adulto de mamífero, salvar los miocitos que de otro modo estarían destinados a morir sigue siendo el objetivo más importante de las ciencias cardiovasculares».
El equipo de investigación de la UAB comenzó analizando sustancias químicas para determinar la capacidad de mejorar el ciclo celular de los cardiomiocitos que se indujeron a partir de células madre pluripotentes humanas. células. Descubrieron que una combinación de una determinada concentración de CHIR99021 y FGF1 era el tratamiento más potente para inducir el ciclo celular. Encapsularon los dos productos químicos en nanopartículas, demostraron su cinética de liberación y demostraron que cuatro tipos diferentes de células absorbían las nanopartículas a velocidades similares.
Cuando los investigadores probaron las inyecciones de nanopartículas en los corazones de cerdos y ratones modelos de infarto de miocardio, se sorprendieron con el resultado: en contraste con la prueba de detección, el ciclo celular de los cardiomiocitos fue insignificante.
Para investigar los mecanismos subyacentes a la cardioprotección observada en los modelos animales, encontraron que CHIR-FGF1 las nanopartículas mejoraron el ciclo celular de las células vasculares del músculo liso y endoteliales en cultivo celular. Los investigadores encontraron cambios transcripcionales en las células endoteliales de la vena umbilical humana después del tratamiento con nanopartículas para los genes implicados en la angiogénesis, la proliferación celular, la senescencia celular y la muerte. También encontraron niveles elevados de proteínas reguladoras del ciclo celular en las células tratadas.
«Cabe destacar que se ha informado que la apoptosis alcanza su punto máximo durante el período de reperfusión temprano posterior al infarto, lo que puede haber facilitado la demostración de la eficacia de los dos productos químicos desde que se entregaron en el momento de la lesión aguda», dijo Zhang. «Queda por determinar si se podrían lograr mejoras similares retrasando el tratamiento a una fase más crónica».
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Salvando corazones después de ataques cardíacos: la sobreexpresión de un gen mejora la reparación del músculo muerto Más información: Chengming Fan et al, Myocardial protection by nanomaterials formulated with CHIR99021 and FGF1, JCI Perspicacia (2020). DOI: 10.1172/jci.insight.132796 Proporcionado por la Universidad de Alabama en Birmingham Cita: La liberación lenta de dos sustancias químicas protege el corazón después de ataques cardíacos experimentales (23 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https: //medicalxpress.com/news/2020-06-chemicals-heart-experimental.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.