Un enfoque innovador acerca la terapia de reprogramación celular para la insuficiencia cardíaca a la realidad
Utilización de la plasticidad de las células endoteliales para mejorar la eficiencia de la reprogramación de fibroblastos. Crédito: Los autores / Scott Holmes, CMI
No hace mucho tiempo, la idea de tomar, por ejemplo, una célula de la piel y transformarla en una célula muscular era impensable. Sin embargo, hace unos 10 años, una investigación revolucionaria demostró que, de hecho, es posible reprogramar células adultas diferenciadas en otros tipos totalmente capaces de realizar nuevas funciones.
La reprogramación celular es un interés principal del laboratorio del Dr. Todd Rosengart, presidente y profesor del Departamento de Cirugía Michael E. DeBakey en el Baylor College of Medicine, cuya investigación se centra en encontrar enfoques terapéuticos innovadores para la insuficiencia cardíaca.
«La insuficiencia cardíaca sigue siendo la principal causa de muerte por enfermedad cardíaca», dijo Rosengart, presidente de cirugía de DeBakey-Bard y profesor de biología molecular y celular en Baylor. «Se puede esperar que casi 5 millones de estadounidenses desarrollen insuficiencia cardíaca congestiva avanzada, y el trasplante de corazón o el implante de apoyo circulatorio mecánico actualmente son las únicas opciones para los pacientes con enfermedad cardíaca en etapa terminal. Sin embargo, estas opciones son limitadas. Necesitamos mejorar cómo tratar esta condición devastadora».
Después de un ataque cardíaco, las partes del músculo cardíaco que mueren no se regeneran en tejido cardíaco nuevo; en cambio, son reemplazados por una cicatriz que no ayuda al corazón a latir. «La idea detrás de la reprogramación celular es entrenar al corazón para que se cure a sí mismo al inducir que el tejido cicatricial, que está hecho principalmente de fibroblastos, se transforme en músculo cardíaco funcional», dijo Rosengart, profesor de enfermedades cardíacas y vasculares en el Texas Heart Institute.
Los investigadores lograron reprogramar fibroblastos de animales pequeños para convertirlos en músculo cardíaco, con mejoras dramáticas en la función cardíaca. El reto ha sido aplicar esta tecnología a células humanas, los fibroblastos humanos son más resistentes a la reprogramación. En este estudio, Rosengart y sus colegas exploraron una estrategia novedosa para mejorar la eficiencia de reprogramación de los fibroblastos humanos.
«Si bien los fibroblastos humanos se resisten a ser reprogramados, se sabe que las células endoteliales, las que recubren los vasos sanguíneos, son más flexibles, tienen la capacidad de transdiferenciarse naturalmente o cambiar a otras células», dijo la coautora principal, la Dra. Megumi Mathison, profesora asociada de cirugía en Baylor. «Esto nos dio la idea de usar esta plasticidad de las células endoteliales para mejorar la eficiencia de la reprogramación».
La idea de los investigadores era inducir primero a los fibroblastos para que hicieran la transición a un estado similar al de las células endoteliales y luego tratar estas células con su cóctel de reprogramación que los dirige a convertirse en cardiomiocitos. La expectativa era que la transición a células similares a células endoteliales, un tipo de célula más abierto a la reprogramación que los fibroblastos, facilitaría el cambio deseado a músculo cardíaco.
«Nos encantó ver que nuestro enfoque mejoró significativamente la reprogramación eficiencia tanto en fibroblastos humanos como de rata», dijo Mathison. «Anteriormente, la inducción directa de cardiomiocitos a partir de fibroblastos solo tenía una eficiencia del 3 %. Con nuestro nuevo enfoque, la eficiencia aumentó 5 veces. Los fibroblastos tardaron entre dos y tres semanas en hacer la transición a cardiomiocitos en el laboratorio. Fue emocionante ver la reprogramación las células se contraen en sincronía con los cardiomiocitos circundantes».
Los resultados experimentales de los investigadores con el modelo de rata muestran que su nueva estrategia puede revertir el tejido cicatricial grande en músculo funcional, lo que respalda la continuación de sus investigaciones para llevar este procedimiento a la clínica. .
«Aunque se necesita más investigación, anticipamos que este enfoque novedoso puede convertirse en parte de la próxima generación de terapias biológicas», dijo Rosengart. «En un escenario futuro, los pacientes con insuficiencia cardíaca congestiva acudirían al laboratorio de cateterismo, comúnmente conocido como laboratorio de cateterismo, en un hospital. El laboratorio de cateterismo cuenta con equipos de diagnóstico por imágenes que ayudan a los cirujanos a visualizar las cavidades del corazón y los vasos sanguíneos circundantes. mientras realizan los procedimientos. Con la ayuda de este equipo, el cirujano inyectaría los factores que promueven la transición de los fibroblastos a las células endoteliales y luego a los cardiomiocitos directamente en el corazón. Los seguimientos controlarían el progreso del procedimiento».
Este trabajo se relaciona fuertemente con el papel destacado que ha desempeñado el Baylor College of Medicine en la historia del corazón artificial y los trasplantes de corazón iniciados por el Dr. Michael E. DeBakey y el Dr. Denton A. Cooley en las décadas de 1950 y 1960.
«Hace años, el Dr. Cooley me dijo, con respecto a los próximos procedimientos necesarios para ayudar a las personas con insuficiencia cardíaca: «Todd, tienes que hacer algo que sea espectacular». Para mí, la reprogramación celular es un siglo XXI. una respuesta completa a esta solicitud», dijo Rosengart.
Encuentre todos los detalles de este trabajo en la revista Scientific Reports.
Otros colaboradores de este trabajo incluyen a Deepthi Sanagasetti, Vivek P. Singh , Aarthi Pugazenthi, Jaya Pratap Pinnamaneni, Christopher T. Ryan y Jianchang Yang, todos en la Facultad de Medicina de Baylor.
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Un nuevo estudio encuentra que la anulación del gen p63 es un medio para convertir tejido cicatricial en tejido muscular en el corazón Más información: Megumi Mathison et al, Fibroblast Transition to an endothelial «trans El estado mejora la eficiencia de la reprogramación celular, Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-02056-x Información de la revista: Scientific Reports
Proporcionado por Baylor College of Medicine Cita: El enfoque innovador brinda terapia de reprogramación celular para insuficiencia cardíaca más cerca de la realidad (2022, 6 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-approach-cell-reprogramming-therapy-heart-failure.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.