Científicos confirman que virus generalmente inofensivos atacan el sistema eléctrico del corazón
Patrick Calhoun (izquierda) y el mentor James Smyth, profesor asociado en el Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC, realizaron la primera investigación de este tipo aplicando adenovirus humano a células madre pluripotentes inducidas derivados de cardiomiocitos células de la piel humana convertidas en células del corazón que determinaron que el virus interrumpe el sistema eléctrico que mantiene el corazón latiendo regularmente, a veces causando muerte cardíaca súbita. Crédito: Instituto de Investigación Biomédica Fralin
Los investigadores de Virginia Tech que estudian cómo un virus generalmente benigno ataca el corazón humano con consecuencias a veces fatales determinaron que el virus interrumpe el sistema eléctrico del corazón y con impactos duales no reconocidos previamente.
Patrick Calhoun, asociado postdoctoral, y su mentor, James Smyth, profesor asociado en el Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC, descubrieron que el adenovirus no solo desacopla las vías de señalización eléctrica en el corazón, sino que también afecta la capacidad de las células para crear nuevos canales de comunicación.
Los investigadores hicieron sus hallazgos a través de los primeros experimentos de su tipo para observar los efectos del adenovirus en las células cardíacas humanas en un plato de cultivo.
«Esta es la primera vez que ponemos este virus humano en células cardíacas humanas para ver qué hace en el contexto de las células del músculo cardíaco infectadas», dijo Smyth. «Ese es el verdadero poder de esto».
El estudio fue publicado este mes en The FASEB Journal, una publicación internacional de la Federación de Sociedades Estadounidenses de Biología Experimental.
El descubrimiento puede aumentar la comprensión de las arritmias, que son problemas de la señalización eléctrica del corazón que pueden provocar la detención de los latidos coordinados del corazón e incluso la muerte cardíaca súbita.
La investigación en el laboratorio Smyth se centra en las arritmias ventriculares que son potencialmente las más peligrosas, pero tales alteraciones eléctricas pueden afectar todas las cámaras del corazón.
La fibrilación auricular, el tipo más común de arritmia, afecta a más de 2 millones de personas en los Estados Unidos, según el National Heart, Lung , and Blood Institute of the National Institutes of Health.
Las células del músculo cardíaco se comunican entre sí a través de canales llamados uniones comunicantes. Formadas por proteínas llamadas conexinas, las uniones comunicantes crean un puente entre dos células para compartir señales eléctricas que permiten que las células del músculo cardíaco latan al unísono, pero las uniones comunicantes también pueden alertar a las células vecinas de que están siendo atacadas por un virus.
Anterior el trabajo en el laboratorio de Smyth descubrió que las infecciones agudas causadas por adenovirus reducían los niveles de una proteína de unión comunicante clave, la conexina 43.
El adenovirus, que generalmente puede causar un resfriado común, tiene un impacto mucho más peligroso si llega al corazón .
Cuando el virus se apodera de las uniones comunicantes, puede ralentizar la producción de conexina 43, alterando el sistema eléctrico que mantiene al corazón latiendo correctamente, lo que provoca arritmias y, a veces, muerte cardíaca súbita.
Calhoun realizó experimentos específicos que confirmaron que el virus puede secuestrar efectivamente el sistema que las células del músculo cardíaco usan para comunicarse. A menudo, se realizan investigaciones similares utilizando modelos de ratón, pero anteriormente los científicos carecían de un modelo efectivo para el adenovirus y el corazón humano.
Calhoun innovó una técnica de diagnóstico utilizando células madre pluripotentes inducidas derivadas de cardiomiocitos, células de piel humana convertidas en células cardíacas. Les aplicó adenovirus y observó lo que sucedía.
Vio lo que esperaba: el virus se apoderó de las uniones gap para sus propios fines de replicación, pero vio algo más que no esperaba.
«Me di cuenta de que estaban ocurriendo dos procesos distintos aquí, con el virus dando un doble golpe a la capacidad de la célula para comunicarse con sus vecinos», dijo Calhoun. «En primer lugar, estaba cerrando rápidamente los canales existentes y, en segundo lugar, estaba cerrando la capacidad de las células para crear otros nuevos».
Smyth y Calhoun se interesaron especialmente en cómo el virus detuvo la creación de connexin43 y la formación de uniones gap. . El virus cambió una ruta de proteína clásicamente descrita como la producción de nueva conexina para suprimir la conexina en su lugar. Smyth ve prometedor aprender más sobre cómo el virus hizo ese cambio.
«Podríamos aprender algo muy nuevo sobre la biología molecular que está causando ese cambio», dijo Smyth, quien también es profesor asociado de biología. ciencias en el Virginia Tech College of Science y de educación en ciencias básicas en la Virginia Tech Carilion School of Medicine.
«La investigación tiene algunas limitaciones para extender los hallazgos al corazón vivo porque se realiza in vitro en un plato fuera del cuerpo humano, pero aún tiene un valor tremendo», dijo Smyth. Los estudios fundamentales brindan la base para la investigación traslacional que descubre terapias y métodos de diagnóstico que mejoran la salud de las personas».
«Nos dan indicaciones y pistas sobre qué buscar», dijo Smyth.
«Esta investigación va más allá de la infección viral con la esperanza de que podamos generar nuevas intervenciones terapéuticas para los corazones enfermos», dijo Calhoun. «Básicamente, estamos aprendiendo del adenovirus para encontrar las formas más eficientes de detener, en lugar de causar, las arritmias. .»
La investigación de Calhoun formó una parte importante de su tesis doctoral defendida recientemente. Se complementa con el trabajo de Rachel Padget, otra investigadora del laboratorio de Smyth que recientemente recibió una beca de los Institutos Nacionales de Salud para desarrollar una primera jamás modelo de ratón para investigar cómo el adenovirus ataca el corazón.
Calhoun, originario de Niceville, Fla., ha sido asesorado por Smyth durante más de cinco años. Un veterano del ejército de EE. UU., Calhoun comenzó su carrera académica en Virginia Western Community College en Roanoke, Virginia, antes de transferirse a Virginia Tech.
Este mes comenzará a trabajar como becario posdoctoral en la Escuela de Medicina Johns Hopkins en Baltimore, donde continuará sus estudios de salud cardíaca.
Explore más
Lost in translation: El medio es el mensaje para un latido cardíaco saludable Más información: Patrick J. Calhoun et al, Adenovirus se dirige a los mecanismos transcripcionales y postraduccionales para limitar la función de unión gap , The FASEB Journal, 2 de junio de 2020 DOI: 10.1096/fj.202000667R Información de la revista: FASEB Journal
Proporcionado por Virginia Tech Cita: Los científicos confirman que los ataques de virus suelen ser inofensivos el sistema eléctrico del corazón (22 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-scientists-harmless-virus-heart-electrical.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.