Uso de células madre para regenerar el corazón
Fig. 1: La transcripción de superficie definida del epicardio en desarrollo reveló el enriquecimiento de CD22 y CDH18 en poblaciones en etapa tardía. un PCA usando el conjunto de datos de expresión de RNA-Seq GSE84085 de células similares a epicárdicas tempranas d12 (Epi12, rojo) (19-9-7-Epi, n = 2), células similares a epicárdicas tardías d48 (Epi48, marrón) (H9- Epi, ES03-Epi y 19-9-11-Epi, n=6) y epicardio adulto humano (violeta oscuro) (donantes 9605, 9633, 9634 y 9635, n=8). b Diagrama de Venn que muestra genes en correlación absoluta significativa con los marcadores epicárdicos WT1 (verde claro), TBX18 (rosa claro) y ALDH1A2 (púrpura claro) (correlaciones de Pearson; R0.6), así como el enriquecimiento de marcadores de superficie celular (objetivo). c Superposición del conjunto de genes objetivo de b (gris) contra DEG (Fig. 1e complementaria) (marrón claro) para la identificación de la transcripción de la superficie del epicardio. d Mapa de calor que muestra las correlaciones (Pearson, R, 1 a 0,7, escala de color) de la expresión del marcador de superficie en relación con la expresión de los marcadores de células endoteliales CDH5 y PECAM1. e Cambio de pliegue de la expresión del marcador de superficie en Epi48 (marrón) en relación con Epi12 (rojo). f Mapa de calor que muestra las correlaciones (Pearson, R, 0,61, escala de colores) de los tres genes principales desde (e) hasta los marcadores epicárdicos. g Análisis retrospectivo que muestra un mapa de calor que muestra los marcadores epicárdicos activos y la expresión de CD22 y CDH18 en células embrionarias y adultas. h Análisis de la expresión de CD22 y CDH18 en CF (izquierda) y SMC (derecha) con genes CF representativos (amarillo) y genes SMC (azul claro) [las barras de error indican la derivación estándar (SD)]. i Mapa de calor que muestra las correlaciones (Pearson, R, 0 a 1, escala de color) de CD22 y CDH18 para los marcadores CF PDGFRA, FAP y POSTN y los marcadores SMC CNN1, ACTA2 y TAGLN. j Análisis retrospectivo de GSE106168 para la expresión de CDH18 en diferentes grupos celulares cardíacos [(C15W corazón completo (n=257); C2Cardiomiocitos (n=1492); C3células similares a fibroblastos (n=786); C4células endoteliales (n=445); C5válvulas cardíacas (n=427); células C6 epicárdicas -EPI- (n=46); células C7 inmunes (n=27); macrófagos C8 (n=308); linfocitos C9T y B (n=58)] k Análisis retrospectivo de GSE106168 para la expresión de CDH18 en Clúster epicárdico de EPI [UPK3Bhigh WT1high TBX18high ALDH1A2high] que varía en diferentes momentos de la gestación [5 semanas, n=30; 22 semanas, n=46]. Crédito: DOI: 10.1038/s41536-022-00207-w
Corazón La enfermedad sigue siendo la principal causa de muerte en el mundo. Una razón es que, a diferencia de otros tejidos, como los huesos y la piel, el corazón tiene una capacidad de regeneración notablemente pobre después de una lesión como un ataque cardíaco. Por lo tanto, los científicos han buscado células cardíacas que tengan propiedades regenerativas Un nuevo estudio realizado por el laboratorio Yoshinori Yoshida informa el uso de células iPS para producir uno de esos tipos de células. e, células epicárdicas.
El epicardio describe la capa más externa del corazón. A medida que se forma el corazón, las células epicárdicas migran y se diferencian en diferentes células cardíacas. Sin embargo, después del nacimiento, el epicardio toma un estado de reposo y solo se reactiva después de una lesión para producir fibrosis y cicatrización. Si bien esta respuesta no es ideal y no logra recuperar completamente la función cardíaca, en algunas especies, como el pez cebra, la reactivación del epicardio es un paso crítico para la regeneración del corazón.
En general, el epicardio de un corazón fetal en crecimiento se comporta de forma diferente a la de un corazón adulto completamente formado.
«El epicardio embrionario está activo. Sus células proliferan y experimentan una transición de epitelio a mesenquima que da como resultado varios tipos de células cardíacas. Esta propiedad no se observa en el corazón adulto», dijo Julia Junghof, quien es la primera autora del estudio y se espera que obtenga su doctorado.
Para estudiar estas diferencias, ella y sus colegas diferenciaron células iPS humanas en células epicárdicas. Descubrieron que la proteína cadherina 18 (CDH18) se expresaba solo en el tipo fetal.
«Normalmente confiamos en la expresión de genes para identificar las células epicárdicas, pero no tenemos marcadores de superficie confiables. Las cadherinas son más conocidas por adhesión de célula a célula, pero también están involucrados en las decisiones sobre el destino de las células», dijo el profesor asociado de CiRA Yoshinori Yoshida, quien dirigió el estudio.
La expresión artificial de genes en células iPS es técnicamente difícil y costosa. El uso de marcadores de superficie reduce la mano de obra y el costo de los experimentos y también da como resultado células más seguras que se pueden usar más tarde para el cuidado del paciente.
El estudio muestra que la cadherina 18 (CDH18) es un marcador de superficie de este tipo. CDH18 es mejor conocido por su papel en el desarrollo y mantenimiento de axones en el sistema nervioso, pero el estudio mostró su utilidad para identificar células iPS que se diferenciaron con éxito en células epicárdicas. En particular, aunque CDH18 se expresó en células epicárdicas fetales, no se expresó en células epicárdicas adultas, lo que podría reflejar las diferentes propiedades regenerativas del corazón.
La pérdida de expresión de CDH18 provocó que las células epicárdicas perdieran su capacidad para multiplicarse y provocó una transición epicárdica a mesenquimatosa que resultó en células musculares lisas para el corazón, proporcionando nuevos conocimientos sobre cómo se puede activar el epicardio después de una lesión para promover la regeneración del corazón.
Por lo tanto, al medir la expresión de CDH18 en la diferenciación de células iPS puede proporcionar un medio eficaz para producir células con capacidad de regeneración cardíaca en el laboratorio.
El científico de CiRA, el Dr. Antonio Lucena-Cacace, autor principal del estudio, agregó que los hallazgos también dan pistas sobre cómo se puede activar y desactivar la regeneración del corazón en el cuerpo.
«Nuestros hallazgos muestran cómo la regulación de la transición epicárdica a mesenquimatosa afecta el destino celular y las respuestas regenerativas de las células epicárdicas ,» él dijo.
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Una nueva investigación puede ayudar a los científicos a desarrollar tejido cardíaco más complejo y maduro en el laboratorio Más información: Julia Junghof et al, CDH18 es un biomarcador epicárdico fetal que regula la diferenciación hacia tejido vascular liso células musculares, npj Medicina Regenerativa (2022). DOI: 10.1038/s41536-022-00207-w Proporcionado por la Universidad de Kyoto Cita: Uso de células madre para regenerar el corazón (2022, 10 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/ news/2022-02-stem-cells-regenerate-heart.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.