Células cardíacas derivadas de pacientes imitan la enfermedad in vitro
Fig. 1 Contractilidad reducida y ensamblaje de desmosomas alterado en cardiomiocitos derivados de células iPS isogénicas. (CC BY, 2022 Hiroyuki Inoue et al., Modelado de contractilidad reducida y ensamblaje desmosoma dañado debido a la deficiencia de toplacofilina-2 usando cardiomiocitos derivados de células iPS isogénicas. Crédito: Stem Cell Reports
¿Cómo se puede reparar un corazón roto? Según los investigadores de Japón, en algunos casos la terapia de reemplazo de genes podría ser la solución.
En un estudio publicado en enero en Stem Cell Reports, investigadores de la Universidad de Osaka informan que las células cardíacas de un paciente con una enfermedad cardíaca hereditaria llamada miocardiopatía arritmogénica no se contraen correctamente cuando se cultivan en el laboratorio, y que la sustitución del gen mutado responsable de este efecto corrige este defecto.
La miocardiopatía arritmogénica se produce debido a mutaciones en los genes implicados en los desmosomas, que forman «soldaduras» entre las células que ayudan se comunican y se mueven de manera coordinada. Uno de estos genes, PKP2, codifica una proteína conocida como placofilina-2 que es crucial para mantener la estructura de las células del corazón.
«Anterior los estudios realizados en cardiomiocitos han demostrado que las mutaciones en PKP2 desempeñan un papel patológico en la miocardiopatía arritmogénica», dice el autor principal del estudio, Hiroyuki Inoue. «Sin embargo, las células utilizadas en esos experimentos se derivaron de individuos sanos y no se evaluó su función contráctil».
Para investigar cómo se comportan las células derivadas de pacientes en el laboratorio, los investigadores primero tomaron una muestra de sangre de un paciente joven con miocardiopatía arritmogénica, indujo algunas de las células sanguíneas para que se convirtieran en células madre y luego diferenció estas células madre en células cardíacas. Luego modificaron este lote original de células cardíacas en tres líneas celulares diferentes con una expresión de PKP2 ajustada con precisión en función de cuántas copias mutadas o intactas del gen estaban presentes.
Fig. 2 El marcaje fluorescente de DSG2 captura la dinámica del desmosoma. (CC BY, 2022 Hiroyuki Inoue et al., Modelado de contractilidad reducida y ensamblaje desmosoma dañado debido a la deficiencia de toplacofilina-2 usando cardiomiocitos derivados de células iPS isogénicas. Crédito: Stem Cell Reports
«Las células con dos copias mutadas de PKP2 exhibieron claramente contractilidad reducida y ensamblaje desmosoma dañado debido a la deficiencia de placofilina-2», explica Shuichiro Higo, autor principal. «Estos efectos también se observaron en células con solo una copia mutada de PKP2, aunque fueron menos graves».
Reemplazar la PKP2 mutada con una copia intacta del gen reparó los defectos tanto en la contracción celular como en el ensamblaje del desmosoma, que los investigadores pudieron observar utilizando un enfoque de lapso de tiempo y desmosomas marcados con fluorescencia.
Fig.3 Entrega de genes de PKP2 recuperó la contractilidad y el ensamblaje de desmosomas (CC-BY, 2022 Hiroyuki Inoue et al., Modelado de contractilidad reducida y ensamblaje de desmosomas deteriorado debido a la deficiencia de toplacofilina-2 usando isogénico iPS cell-derived cardi omiocitos Crédito: Stem Cell Reports
«Estos hallazgos sugieren que nuestras líneas de células de cardiomiocitos recapitulan la patología de la miocardiopatía arritmogénica y proporcionan una plataforma rápida y conveniente para desarrollar terapias basadas en genes para esta enfermedad», dice Higo.
Dado que PKP2 es el gen más común asociado con la miocardiopatía arritmogénica, y que las mutaciones de PKP2 pueden conducir a una enfermedad grave, los nuevos enfoques terapéuticos podrían ayudar a detener la progresión de la enfermedad. Los hallazgos de este estudio sugieren que la terapia de reemplazo de genes podría ser una forma valiosa de tratar a los pacientes con esta afección y las líneas celulares creadas en este estudio son un modelo viable para probar nuevas terapias para la miocardiopatía arritmogénica.
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Calcio: importante no solo para sus huesos sino también para su corazón Más información: Hiroyuki Inoue et al, Modelado de contractilidad reducida y ensamblaje desmosoma dañado debido a la deficiencia de placofilina-2 utilizando cardiomiocitos derivados de células iPS isogénicas, Stem Cell Reports (2022). DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.12.016 Información de la revista: Stem Cell Reports
Proporcionado por la Universidad de Osaka Cita: Las células cardíacas derivadas de pacientes imitan la enfermedad in vitro (2022, 24 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-patient-derived-heart-cells-mimic-disease.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.