Los científicos descubren un patrón de comportamiento celular que predice la enfermedad cardiovascular
Un neutrófilo que muestra un comportamiento asociado con una lesión cardiovascular. Crédito: CNIC
Científicos liderados por el Dr. Andrés Hidalgo del Centro Nacional de Investigadores Cardiovasculares (CNIC) han descubierto que los neutrófilos circulantes del sistema inmunitario adquieren diferentes patrones de comportamiento durante los procesos inflamatorios. El estudio, publicado en Nature, identifica un comportamiento nocivo de neutrófilos asociado con enfermedades cardiovasculares.
El estudio proporciona información importante que podría conducir a nuevos tratamientos para minimizar las consecuencias del infarto de miocardio.
Los neutrófilos son células inmunitarias que forman la primera línea de defensa del organismo pero que también pueden dañar las células sanas , incluidas las células del sistema cardiovascular. «Varios estudios han relacionado la presencia de neutrófilos en la sangre con un mayor riesgo y gravedad de la enfermedad cardiovascular», dijo la primera autora Georgiana Crainiciuc.
Sin embargo, Crainiciuc también señaló que no es posible proteger el sistema cardiovascular simplemente eliminando los neutrófilos, ya que esto «dejaría al cuerpo indefenso contra cualquier patógeno que lo amenace».
Para resolver este problema, los autores buscaron identificar los tipos específicos de neutrófilos que causan lesiones vasculares. Los investigadores analizaron las células mediante microscopía intravital de alta resolución, una tecnología que permite la visualización de células dentro de los capilares sanguíneos de animales vivos.
Los científicos diseñaron un sistema computacional muy novedoso que les permitió analizar cómo se comportan las células en los vasos a través de medidas simples de cambios en tamaño, forma y movimiento. Este análisis identificó tres patrones de comportamiento de los neutrófilos durante los procesos inflamatorios, pero mostró que solo uno de ellos, caracterizado por su gran tamaño y proximidad a la pared del vaso, está relacionado con la lesión cardiovascular.
Científicos dirigidos por el Dr. Andrés Hidalgo del Centro Nacional de Investigadores Cardiovasculares (CNIC) han descubierto que los neutrófilos circulantes, un tipo de célula inmunitaria, adquieren diferentes patrones de comportamiento durante los procesos inflamatorios. El estudio, publicado en Nature, identifica un comportamiento nocivo de neutrófilos asociado con enfermedades cardiovasculares. Crédito: CNIC
La molécula Fgr
Combinando este sistema computacional con análisis genético masivo en modelos animales, los autores pudieron identificar las moléculas responsables del comportamiento dañino de los neutrófilos.
El equipo encontró que la causa de este comportamiento patológico es una sola molécula, Fgr. Este descubrimiento proporciona la clave para seleccionar fármacos altamente efectivos capaces de prevenir la inflamación y la muerte celular tras un infarto de miocardio. «La idea ahora es continuar con más pruebas y análisis necesarios para convertir esto en un tratamiento clínico para los pacientes», agregó Crainiciuc.
Los científicos creen que el estudio señala un gran avance no solo hacia la mejora del tratamiento de enfermedades cardiovasculares, sino también en la metodología para el análisis de células inmunitarias. «Con las técnicas actuales, los investigadores pueden analizar una gran cantidad de genes y moléculas por célula, y esto ha permitido el descubrimiento de numerosas poblaciones celulares asociadas con el desarrollo de enfermedades», explicó el coprimer autor, el Dr. Miguel Palomino-Segura.
Sin embargo, agregó, «nuestro modelo es único porque permite la identificación de células no a partir de su perfil genético sino de su actividad durante una enfermedad. Se trata de un enfoque completamente nuevo para el estudio de los procesos inmunitarios que explota el dinamismo del estado de la enfermedad para generar nueva información».
Ejemplo de neutrófilos (rojo) dentro de un capilar sanguíneo (azul) capturado por microscopía intravital. Crédito: CNIC
«La clave de este enfoque es la capacidad de los neutrófilos para cambiar su forma, actividad y capacidad para migrar en cuestión de segundos. Estos cambios rápidos solo pueden capturarse bajo el microscopio», dijo el Dr. Hidalgo.
Para extraer todo el potencial de estas imágenes, el equipo de investigación colaboró con ingenieros de la Universidad Carlos III de Madrid, quienes desarrollaron nuevas técnicas de visión artificial para tomar medidas en tejidos vivos.
La El estudio también requirió intensos esfuerzos para desarrollar la capacidad computacional necesaria para combinar y comparar sistemáticamente los enormes conjuntos de datos derivados de miles de células. “Esta tecnología se ha aplicado a otro tipo de datos, pero este es el primer ejemplo de su uso para tratar datos de microscopía y los resultados han sido sorprendentes”, afirma Jon Sicilia, coautor y bioinformático a cargo de la parte analítica de el proyecto.
Los autores esperan que esta nueva metodología encuentre aplicación en otros campos científicos. «La idea ahora es aplicar esta tecnología en otros entornos, como infecciones o cáncer, en los que las células inmunitarias también juegan un papel fundamental en la progresión de la enfermedad», dijo Palomino-Segura.
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La inesperada función de reparación de los neutrófilos Más información: Andrs Hidalgo, Behavioral inmune paisajes de la inflamación, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-021-04263-y. www.nature.com/articles/s41586-021-04263-y Información de la revista: Nature
Proporcionado por el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (FSP) Cita : Los científicos descubren un patrón de comportamiento celular que predice la enfermedad cardiovascular (5 de enero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-scientists-cell-behavior-pattern-cardiovascular.html Este documento es 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.