Estudio en ratones sugiere que la manipulación de ciertas células nerviosas puede ayudar a regenerar el músculo cardíaco perdido
Esta imagen ilustra el papel novedoso de los nervios cardíacos en los corazones posnatales donde las neuronas simpáticas influyen en los genes del reloj para regular la progresión del ciclo celular de las células del músculo cardíaco. Crédito: Emmanouil Tampakakis
Las células del músculo cardíaco humano dejan de multiplicarse después del nacimiento, lo que hace que cualquier lesión cardíaca más adelante en la vida sea permanente, reduce la función y provoca insuficiencia cardíaca. Ahora, sin embargo, los investigadores de Johns Hopkins Medicine dicen que tienen nueva evidencia de experimentos con ratones de que manipular ciertas células nerviosas o los genes que las controlan podría desencadenar la formación de nuevas células del músculo cardíaco y restaurar la función cardíaca después de ataques cardíacos y otros trastornos cardíacos.
Más específicamente, dicen, los resultados de su estudio, publicado el 1 de diciembre en Science Advances, arrojan nueva luz sobre cómo algunas neuronas regulan la cantidad de células del músculo cardíaco.
Las células nerviosas se han se sabe que regulan la función cardíaca, pero su papel e impacto durante el desarrollo del corazón y su efecto sobre el crecimiento de las células musculares no ha sido claro.
«Nuestro estudio buscó examinar el papel de las llamadas neuronas simpáticas en el desarrollo del corazón después de nacimiento, y lo que encontramos es que al manipularlos, podría haber un tremendo potencial para regular la cantidad total de células musculares en el corazón incluso después del nacimiento», dice Emmanouil Tampakakis, MD, profesor asistente de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins Medicine, y el autor principal del estudio.
Las células nerviosas que forman el sistema nervioso simpático (SNS) controlan procesos automáticos en el cuerpo, como la digestión, la frecuencia cardíaca y la respiración. El SNS generalmente se asocia con respuestas de «lucha o huida», la respuesta general del cuerpo a situaciones alarmantes, estresantes o amenazantes.
Para el nuevo estudio, el equipo de investigación creó un modelo de ratón genéticamente modificado bloqueando neuronas simpáticas del corazón en embriones de ratón en desarrollo, y analizaron los impulsores de la proliferación de células del músculo cardíaco durante las dos primeras semanas de vida después del nacimiento.
Lo que encontraron fue una disminución significativa en la actividad de un par de genes durante el período 1 y los genes del período 2 ya se sabe que controlan el ciclo circadiano. Sorprendentemente, al eliminar esos dos genes circadianos en embriones de ratón, los investigadores observaron un aumento en el tamaño del corazón neonatal y un aumento en la cantidad de cardiomiocitos, o células del músculo cardíaco, hasta en un 10%. Esto sugirió que el efecto de los nervios simpáticos en las células del músculo cardíaco probablemente esté mediado por estos dos genes circadianos o «reloj».
Los genes reloj son componentes del patrón del ritmo circadiano que en los mamíferos regula las funciones corporales de una manera más -o menos ciclo de 24 horas alineado con horas de luz y oscuridad.
«Poco después del nacimiento, los mamíferos, incluidas las personas y los ratones, dejan de producir células del músculo cardíaco. Y a diferencia de otros órganos, como el hígado, el corazón no puede regenerarse después de que está dañado», dice Tampakakis. «Hemos demostrado que puede ser posible manipular los nervios y/o los genes circadianos, ya sea a través de medicamentos o terapias genéticas, para aumentar la cantidad de células cardíacas después del nacimiento».
Personas que sobreviven a un ataque cardíaco puede perder hasta mil millones de células del músculo cardíaco, y Tampakakis dice que hay evidencia científica de que los corazones tienden a recuperarse más rápido después de un ataque cuando la cantidad total de células es más alta. Al manipular los nervios simpáticos y los genes del reloj, una técnica llamada neuromodulación, los investigadores creen que se podría hacer que el corazón responda mucho mejor a las lesiones.
«La neuromodulación es un concepto bastante nuevo en cardiología, y creemos que estos son los primeros informes que asocian genes del reloj con un nuevo crecimiento de las células del músculo cardíaco». dice Chulan Kwon, Ph.D., MS, profesor asociado de medicina y director del Programa de Células Madre Cardiovasculares en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. «Nuestro estudio, tal vez por primera vez, muestra lo que sucede si bloquea el suministro de nervios al corazón y brinda nuevos conocimientos para desarrollar estrategias de neuromodulación para la regeneración cardíaca».
Tampakakis dice que su equipo está trabajando en más experimentos para caracterizar los diferentes grupos de neuronas que alimentan el corazón y demostrar cómo esos nervios se desarrollan y ajustan con el tiempo y después de una lesión cardíaca.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., la enfermedad cardiovascular permanece la causa de muerte más común en el país causando una de cada cuatro muertes.
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Los investigadores descubren un regulador inesperado de la reparación del corazón Más información: Emmanouil Tampakakis et al, Heart neurons use clock genes to control myocyte PROliferation, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abh4181 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por la Universidad Johns Hopkins Cita: Un estudio con ratones sugiere que la manipulación de ciertas células nerviosas puede ayudar a regenerar el corazón perdido muscle (2 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-mouse-nerve-cells-regenerate-lost.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.