Las células inmunitarias hiperactivas aceleran la enfermedad de las válvulas cardíacas: estudio
Ilustración que muestra el camino de las células inmunitarias a través de una válvula aórtica sana (izquierda) y una válvula aórtica estenótica (derecha). Crédito: Universidad RMIT
Un nuevo estudio que utiliza tecnología de órgano en un chip revela cómo las células inmunitarias hiperactivas agravan la enfermedad de las válvulas cardíacas y cómo esta hiperactividad dañina podría controlarse potencialmente.
La estenosis de la válvula aórtica es el tipo más común de enfermedad de las válvulas cardíacas en los ancianos y afecta a más de una de cada ocho personas mayores de 75 años. Si no se trata, tiene una mortalidad más alta que la mayoría de los cánceres.
La afección generalmente es causado por la degeneración y el engrosamiento de la válvula aórtica, lo que estrecha la abertura de la válvula y reduce el flujo sanguíneo. Los glóbulos que tienen que pasar a través de la válvula estrecha se ven sometidos a una fuerza de fricción intensa, conocida como tensión de cizallamiento.
Un equipo de investigadores y médicos australianos se dispuso a investigar el efecto de esta tensión de cizallamiento en los actores clave de los glóbulos blancos. en la primera línea de defensa de nuestro sistema inmunitario.
Descubrieron que el estrés constante de pasar a través de la estrecha válvula aórtica activa estas células, lo que lleva a una inflamación dañina que acelera la progresión de la estenosis aórtica.
El equipo identificó un objetivo farmacológico potencial al señalar el receptor que controla esta hiperactividad de los glóbulos blancos.
El estudio, dirigido por la Universidad RMIT y el Baker Heart and Diabetes Institute, se publica en la revista líder internacional la revista cardiovascular Circulation.
La Dra. Sara Baratchi, codirectora investigadora, dijo que la investigación combinó el trabajo clínico, como muestras de sangre y mediciones de válvulas, con experimentos de laboratorio que utilizaron tecnología de órgano en un chip que reprodujo las condiciones patológicas dentro de la válvula aórtica.
«En alguien con estenosis severa de la válvula aórtica, las células sanguíneas circulantes se ven sometidas a un fuerte esfuerzo cortante unas 1500 veces al día», dijo Baratchi, miembro de ARC DECRA y profesor titular en RMIT.
«Ahora sabemos que esta fuerza de fricción constante hace que los glóbulos blancos se vuelvan hiperactivos. Si podemos detener esa respuesta inflamatoria, podemos ralentizar la enfermedad.
«La misma tecnología de órgano en un chip que nos ayudó a hacer estos descubrimientos también nos permitirá probar fácilmente fármacos potenciales para tratar esta respuesta inmune dañina».
El Dr. Karlheinz Peter, co-investigador principal, director adjunto de Investigación Básica y Traslacional del Baker Heart and Diabetes Institute, dijo que el estudio ayudó a explicar por qué la estenosis de la válvula aórtica puede comenzar empeorar dramáticamente, a menudo en unos pocos meses.
«Cuanto menor es el estrechamiento, más se activan las células inflamatorias y luego aceleran la enfermedad», dijo Peter.
«Nuestro estudio también muestra que el reemplazo de una válvula, ya sea a través de una cirugía a corazón abierto o mediante un abordaje percutáneo basado en un catéter, no solo mejora el flujo sanguíneo, sino que también actúa como una medida antiinflamatoria. Este último es un descubrimiento novedoso y centralmente importante».
Bajo presión: cómo se realizó el estudio
Reemplazar la válvula aórtica es el tratamiento más eficaz para la estenosis grave de la válvula aórtica.
Una ilustración de la tecnología de órgano en chip utilizada en el estudio, que reprodujo las condiciones de tensión de cizallamiento que experimentan las células inmunitarias al atravesar la válvula aórtica estenótica. Crédito: Universidad RMIT
Para el estudio, los investigadores compararon células inmunitarias extraídas de 24 pacientes antes y después del reemplazo.
También diseñaron un sistema de microfluidos de órgano en un chip para replicar las condiciones dentro del válvula aórtica, antes y después del reemplazo.
Esto permitió a los investigadores evaluar con precisión cómo respondían las células a los cambios en la tensión de cizallamiento.
El equipo se centró en las células circulantes más grandesa tipo de glóbulos blancos conocidos como monocitos, experimentan la mayor tensión de cizallamiento cuando pasan a través de la válvula aórtica estrecha.
Es importante destacar que se sabe que estas células son impulsoras centrales de la patología de la estenosis aórtica, pero se ha hasta ahora no estaba claro cómo los cambios en la dinámica del flujo sanguíneo afectaban la respuesta inmunitaria.
Los investigadores ahora pueden confirmar que el alto estrés de cizallamiento activa múltiples funciones de los glóbulos blancos.
Una proteína de membrana conocida como ‘ Piezo-1’ fue identificado como el mecanoreceptor principalmente responsable de activar t Estas funciones lo convierten en un objetivo potencialmente farmacológico.
La investigación también reveló por primera vez que el reemplazo de la válvula aórtica tiene un efecto antiinflamatorio, lo que amplía los beneficios terapéuticos conocidos del procedimiento.
Peter dijo que también se sabía que los monocitos desempeñaban un papel en la aterosclerosis, donde el flujo sanguíneo se obstruye debido a la acumulación de placa de colesterol en la pared de la arteria.
«Un fármaco dirigido contra Piezo-1 potencialmente podría aplicarse para retrasar la progresión de la estenosis de la válvula aórtica, así como para tratar la aterosclerosis», dijo.
Tecnología experimental: órgano-en-un-chip
Órgano-en- La tecnología a-chip se basa en chips microfluídicos. Estos son dispositivos transparentes del tamaño de sellos postales que contienen una variedad de canales, válvulas y bombas en miniatura para replicar las propiedades biofísicas y bioquímicas de un órgano humano.
Para este estudio, los investigadores diseñaron un dispositivo para imitar el las condiciones de tensión de cizallamiento que experimentan las células inmunitarias mientras pasan a través de la válvula aórtica estenótica creando efectivamente una estenosis aórtica en un chip.
Fabricada en el Centro de Investigación Micro Nano de última generación de RMIT, la tecnología fue diseñado y entregado por el grupo de investigación multidisciplinar de Mecanobiología y Microfluídica.
El grupo reúne a ingenieros biomédicos de la Facultad de Ingeniería y mecanobiólogos e inmunólogos de la Facultad de Ciencias de la Salud y Biomédicas.
«Con esta tecnología, podemos imitar meticulosamente tanto los órganos sanos como los enfermos del cuerpo, a un costo muy bajo y en un entorno experimental altamente controlado», dijo Baratchi.
«Podemos construir modelos simular Evaluar diferentes situaciones de flujo e identificar objetivos farmacológicos, que esperamos que en el futuro puedan reducir o incluso reemplazar la necesidad de modelos animales».
Explore más
Los nuevos hallazgos de la investigación pueden conducir a una mejor atención para los pacientes con enfermedad de las válvulas cardíacas Más información: Sara Baratchi et al. TAVI representa una terapia antiinflamatoria a través de la reducción de la activación de monocitos mediada por piezo-1 inducida por esfuerzo cortante. Circulación. (2020) Publicado originalmente el 8 de julio de 2020 doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.120.045536 Información de la revista: Circulation
Proporcionado por la Universidad RMIT Cita: Las células inmunitarias hiperactivas aceleran la válvula cardíaca enfermedad: estudio (2020, 8 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-hyperactive-immune-cells-heart-valve.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.