Los microARN reparan las células del corazón
Wikipedia, Heikenwaelder Hugo. Las células cardíacas pierden la mayor parte de su capacidad de proliferación y regeneración poco después del nacimiento, lo que dificulta que los corazones se recuperen del daño más adelante en la vida. Pero los investigadores han identificado cuatro microARN humanos que pueden estimular la proliferación de células cardíacas de roedores adultos en cultivo y ayudar a proteger contra el daño durante un ataque cardíaco in vivo, según un estudio publicado hoy (5 de diciembre) en Nature. Si los microARN funcionan de manera similar en las células cardíacas humanas, podrían tener potencial como terapias regenerativas después del daño cardíaco.
“Este es un enfoque diferente para reparar el tejido cardíaco dañado” dijo Scot Matkovich, biólogo molecular de la Universidad de Washington en St. Louis que no participó en la investigación. A diferencia de los enfoques basados en células madre, cuyo objetivo es integrar nuevas células en el corazón, los microARN (miARN) podrían ser una forma potencial de «despertar los cardiomiocitos existentes inmediatamente adyacentes a un área de…
Poco después del nacimiento, las células cardíacas de los mamíferos pierden la mayor parte de su capacidad de proliferación, lo que dificulta la reparación del tejido cardíaco dañado, por ejemplo, después de un ataque al corazón. Un enfoque que se está examinando actualmente es el uso de células madre, diferenciadas en cardiomiocitos en el laboratorio y luego trasplantadas a corazones dañados.
Pero hasta ahora este enfoque se ha visto obstaculizado por las dificultades de integrar nuevas células en un sistema existente. sistema. Los cardiomiocitos derivados de células madre implantadas intentan establecer su propio ritmo de latido y tienen problemas para sincronizarse con el resto del corazón, anotó Matkovich. Los microARN, al dirigirse a las células que ya están en un corazón existente, superan este obstáculo, dijo Matkovich.
Pero tal vez hay lecciones que aprender de los animales, como las salamandras y ciertos peces, cuyos corazones mantienen la capacidad para la regeneración en la edad adulta. La regeneración de las células del corazón de los peces no depende de las células madre ni de otros procesos complicados, dijo el líder del estudio, Mauro Giacca, biólogo molecular del Centro Internacional de Ingeniería Genética y Biotecnología en Italia. En cambio, explicó, después del daño cardíaco, las células cardíacas de los peces se desdiferencian ligeramente y reanudan la proliferación hasta que todo el órgano se repara por completo.
Esto sugirió a Giacca y a la primera autora Ana Eulalio que los miARN, que pueden regular los genes redes, podrían participar en la reparación del tejido dañado. De hecho, trabajos anteriores ya habían establecido que los miARN desempeñan un papel importante en la regulación del tamaño de las células cardíacas y la inhibición de la proliferación de cardiomiocitos.
Para probar esta idea, el equipo de Giaccas analizó una biblioteca de miARN humanos. Transfectaron cardiomiocitos neonatales de rata in vitro con diferentes miARN y midieron la proliferación y la división celular. Los científicos identificaron 200 miARN que impulsaron la proliferación de las células y redujeron aún más el campo a cuatro microARN que también podrían inducir la proliferación en cardiomiocitos de rata adulta, aumentando la probabilidad de que funcionen también en humanos.
Giacca y Luego, sus colegas probaron dos de los miARN inyectándolos en los corazones de ratones y ratas recién nacidos. La microscopía de fluorescencia mostró que los cardiomiocitos neonatales de rata proliferaron en respuesta a la inyección de miARN, y 12 días después de la inyección, los corazones neonatales de ratón estaban agrandados, pero sin mostrar signos de agrandamiento celular, lo que indica un mayor número de células en el órgano.
Es importante destacar que los corazones de ratas adultas a las que se les administró miARN inmediatamente después del ataque cardíaco inducido mostraron un daño reducido y una función conservada en comparación con los corazones de ratas que no recibieron la terapia. Si los miARN promueven la proliferación en corazones humanos, Giacca espera que puedan tener aplicaciones terapéuticas no solo para ataques cardíacos, sino en cualquier situación en la que el tejido cardíaco necesite reparación, como durante una cirugía de derivación.
Pero la terapia de miARN necesita ser abordado con precaución, dijo Matkovich. Hasta ahora, los miARN pueden ayudar a prevenir el daño asociado con un ataque cardíaco si se administran inmediatamente después de que comienza un ataque cardíaco, lo que no es particularmente relevante para la experiencia de ataque cardíaco de la mayoría de las personas, anotó. Queda por ver si la administración posterior todavía ayuda a reparar el daño.
También se debe prestar especial atención a los efectos a largo plazo de la expresión de miARN, dijo Da-Zhi Wang, biólogo molecular de la Facultad de Medicina de Harvard. Aunque Wang considera que la regeneración de las células cardíacas estimulada por miARN es definitivamente prometedora y es la dirección correcta, se necesita más investigación que examine cursos de tiempo más prolongados y los efectos de la inyección de miARN en otros tejidos.
De hecho, Giacca y sus colegas ya están trabajando en estudios de seguridad y eficacia en animales más grandes. También tienen datos prometedores de células humanas y están comenzando a abordar el problema de la entrega de miARN en entornos terapéuticos. Es muy emocionante, dijo Giacca. Puede ser posible estimular la reparación del corazón sin procedimientos complicados.
A. Eulalio et al., El cribado funcional identifica miARN que inducen la regeneración cardíaca, Nature, doi: 10.1038/nature11739, 2012.
Interesado en ¿Leer más?
El científico ARCHIVOS
Conviértase en miembro de
Reciba acceso completo a más de 35 años de archivos, así como TS Digest, ediciones digitales de The Scientist, artículos destacados, ¡y mucho más!Únase gratis hoy ¿Ya es miembro?Inicie sesión aquí