Bioingenieros descubren una nueva forma de crecimiento de las válvulas cardíacas, y fallan
Los investigadores usaron pequeñas cuentas para probar el efecto de las fuerzas mecánicas en el desarrollo de AVC. Crédito: Fukui et al.
Bioingenieros imperiales han descubierto un nuevo mecanismo que impulsa el crecimiento de las válvulas cardíacas en embriones de pez cebra.
Los hallazgos, de un artículo del Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica (Inserm) en Francia, la Universidad de Estrasburgo y el Imperial College de Londres, arrojan luz sobre cómo crecen las válvulas cardíacas y encuentran su forma en los embriones. También podrían ayudarnos a comprender por qué algunas válvulas no se desarrollan correctamente, lo que podría conducir a nuevas vías de tratamiento.
En los seres humanos, el corazón se divide en cuatro cámaras: dos aurículas en la parte superior, que reciben la sangre, y dos ventrículos en la parte inferior, que bombean la sangre de regreso al cuerpo. La sangre bombea alrededor del corazón a través de un sistema unidireccional de cuatro válvulas que evitan el reflujo. A medida que el corazón se contrae y se relaja, las válvulas se abren y cierran, permitiendo que la sangre fluya hacia las aurículas y hacia afuera de los ventrículos en momentos alternos.
Las válvulas cardíacas se ven desafiadas constantemente por las fuerzas mecánicas generadas por los latidos del corazón, y las enfermedades de las válvulas cardíacas pueden significar que la sangre no circula correctamente, lo que puede causar insuficiencia cardíaca, accidente cerebrovascular y muerte. Algunas personas nacen con válvulas cardíacas enfermas, conocidas como defectos congénitos de las válvulas cardíacas, pero no se sabe exactamente cómo crecen las válvulas en los embriones.
Crédito: Imperial College London
El equipo de investigación utilizó el pez cebra para identificar los procesos mecanosensibles que intervienen durante el desarrollo de las válvulas que se encuentran entre las aurículas y los ventrículos, conocidas como válvulas auriculoventriculares.
Descubrieron que junto con los mecanismos que ya se conocían para generar tejido de válvula cardíaca, otro mecanismo funciona en paralelo para determinar la forma y función del canal auriculoventricular (AVC), a partir del cual se desarrollan las válvulas auriculoventriculares. Estudiar más a fondo el papel de las fuerzas mecánicas en los defectos congénitos de las válvulas podría ayudar a comprender cómo prevenirlos y tratarlos.
El Dr. Julien Vermot, coautor del Departamento de Bioingeniería de Imperial, dijo que «las fuerzas mecánicas en los embriones pueden determinar la forma de muchos órganos del cuerpo. Hemos descubierto una vía que es crucial para el desarrollo de las válvulas cardíacas y nuestros hallazgos podrían ayudar a informar la prevención y el tratamiento futuros de enfermedades de las válvulas cardíacas».
Crédito: Fukui et al.
Corazones latiendo
Para llevar a cabo el estudio, los investigadores estudiaron las funciones de los iones de calcio (Ca2+) y el trifosfato de adenosina (ATP), y establecieron que estas moléculas de señalización son activadas por fuerzas mecánicas en el pez cebra. corazón. Descubrieron que estos factores contribuyen a los mecanismos en la creación de células de válvulas cardíacas que son impulsados por las fuerzas mecánicas activadas por los latidos del corazón.
Dra. Vermot agregó que «este trabajo revela aún más cómo las fuerzas mecánicas pueden influir en la remodelación de tejidos en los órganos en desarrollo».
Los investigadores dicen que sus hallazgos podrían ayudarnos a comprender mejor cómo las fuerzas mecánicas afectan la diferenciación celular y cuál podría ser su papel en la producción de válvulas malformadas. Podrían conducir a medicamentos, tratamientos e incluso usarse para ayudar a desarrollar válvulas de reemplazo para pacientes con defectos de válvulas.
A continuación, los investigadores observarán cómo la vía interactúa con otras y cómo sus hallazgos podrían traducirse en la ingeniería de tejidos y en otros organismos como ratones y humanos.
«La señalización bioeléctrica controla posición de la válvula y destino celular en respuesta a fuerzas mecánicas» por Hajime Fukui, Renee Wei-Yan Chow, Jing Xie, Yoke Yin Foo, Choon Hwai Yap, Nicolas Minc, Naoki Mochizuki y Julien Vermot. Publicado el 15 de octubre de 2021 en Science.
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La FDA aprueba una válvula cardíaca mecánica para recién nacidos Más información: Hajime Fukui et al, Señalización bioeléctrica y control de la identidad de las células cardíacas en respuesta a fuerzas mecánicas, Science (2021) . DOI: 10.1126/science.abc6229 Información de la revista: Science
Proporcionado por el Imperial College London Cita: Los bioingenieros encuentran una nueva forma en que las válvulas cardíacas crecen y fallan (3 de noviembre de 2021) ) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-bioengineers-heart-valves-growand-wrong.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.