Investigadores del Instituto Weizmann regeneran las células del corazón en ratones

SILVIA SCHNESSEL PARA AGENCIA DE NOTICIAS ENLACE JUDÍO MÉXICO – Nueva investigación ayuda a las células del corazón a “dar un paso atrás para que puedan ser renovadas.”

Por Judy Siegel-Itzkovich

Ratones [Ilustrativo]. (crédito de la foto: INGIMAGE)

La posibilidad de que las células del corazón de los mamíferos – incluidos los humanos – eventualmente puedan regenerarse después de sufrir daño de ataques cardíacos se ha acercado gracias a científicos del Instituto Weizmann de Ciencias, que indujeron a las células del corazón de ratón a dar un paso hacia atrás para que puedan ser renovadas. 

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Cuando ocurre un ataque al corazón, las células musculares del corazón mueren y se forma un tejido cicatricial, allanando el camino para insuficiencia coronaria y enfermedades cardiovasculares, que son una de las principales causas de muerte en todo el mundo, en parte porque las células de nuestro órgano más vital no consiguen renovarse. 

A diferencia de las células de la sangre, el cabello o la piel que pueden renovarse solas a lo largo de la vida, las células del corazón dejan de dividirse poco después del nacimiento, con muy poca renovación en la edad adulta. Pero el nuevo descubrimiento del Prof. Eldad Tzahor del departamento de regulación biológica del Instituto de Rehovot ofrece información sobre la cuestión de por qué el corazón de los mamíferos no se regenera y abrió la posibilidad de revertir esto en ratones adultos. 

Esta investigación apareció el lunes en la revista Nature Cell Biology ITAL END ITAL. Tzahor cree que parte de la respuesta al enigma de regeneración podría estar en su área de especialización – desarrollo embrionario, sobre todo del corazón. De hecho, una proteína llamada ERBB2, que está bien estudiada, ya que puede pasar a lo largo señales que promueven el crecimiento de ciertos tipos de cáncer, juega un papel en el desarrollo del corazón. 

ERBB2 es un receptor especializado – una proteína que transmite mensajes externos en la célula. ERBB2 generalmente trabaja en conjunto con un segundo receptor, relacionado, mediante la unión de un factor de crecimiento llamado Neuregulin 1 (NRG1) para transmitir su mensaje. NGR1 ya está siendo probado en estudios clínicos para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca. 

La Dra. Gabriele D’Uva, una becaria postdoctoral del equipo de Tzahor, quiso saber exactamente cómo funcionan NRG1 y ERBB2 en la regeneración del corazón. En los ratones, se pueden añadir nuevas células musculares del corazón hasta una semana después del nacimiento; los ratones recién nacidos pueden regenerar corazones dañados, mientras que los ratones de siete días de edad, no pueden. D’Uva y la estudiante de investigación Alla Aharonov observaron que las células musculares del corazón llamadas cardiomiocitos que fueron tratadas con NRG1 continuaron proliferando en el día de su nacimiento; pero el efecto se redujo drásticamente en una semana, incluso con grandes cantidades de NRG1. Luego descubrieron que la diferencia entre un día y una semana estaba en la cantidad de ERBB2 en las membranas de los cardiomiocitos. 

Posteriormente, el equipo produjo ratones en los que el gen de ERBB2 fue eliminado sólo en los cardiomiocitos; esto tuvo un impacto severo, ya que los ratones tenían corazones con paredes delgadas y en forma de globo – una patología cardíaca conocida como cardiomiopatía dilatada. La conclusión fue que los cardiomiocitos que carecen de ERBB2 no se dividen, incluso en presencia de NRG1. 

A continuación, el equipo reactivó la proteína ERBB2 en las células del corazón de ratón adulto, en las que los cardiomiocitos normalmente ya no se dividen. Esto dio lugar a la proliferación de cardiomiocitos y a hipertrofia extrema – el crecimiento excesivo de los cardiomiocitos individuales – que conduce a un corazón gigante (cardiomegalia) que dejaba poco espacio para que entrara la sangre. Tzahor explicó: “Muy poca o demasiada cantidad de esta proteína tuvieron un efecto devastador en la función del corazón.”

El equipo razonó que si se pudiera activar ERBB2 sólo por un corto período de tiempo en un corazón adulto después de un ataque al corazón, podría ser posible hacer la renovación de las células del corazón sin resultados negativos tales como hipertrofia y cicatrización. Probando esta idea, el equipo descubrió que podían, de hecho, activar ERBB2 en ratones durante un corto intervalo de tiempo sólo después de un ataque cardíaco inducido y obtener la regeneración del corazón casi completa al cabo de varias semanas. “Los resultados fueron increíbles”, dijo Tzahor.  “A diferencia de las cicatrices extensas en los corazones de control, los corazones ERBB2 habían vuelto completamente a su estado anterior.

“Investigaron el proceso de regeneración a través de imágenes en vivo y estudios moleculares y encontraron que los cardiomiocitos se “des-diferencian” – vuelven a una forma anterior – algo entre un embrionario y una célula adulta, que puede dividirse y diferenciarse en nuevas células del corazón. En otras palabras, el ERBB2 llevó a las células un paso atrás a una forma anterior, embrionaria; y luego deteniendo su actividad promovió el proceso de regeneración. 

Tzahor advirtió que los ensayos clínicos de los pacientes que recibieron el tratamiento NRG1 podrían no tener demasiado éxito si no se impulsa también los niveles de ERBB2. Él y su equipo planean continuar la investigación de esta vía de señalización para sugerir formas de mejorar el proceso, que puedan, en el futuro, seleccionar la manera de renovar las células del corazón. 

Debido a que esta vía también está implicada en el cáncer, se necesitan estudios bien fundamentados para entender exactamente cómo dirigir la señal de renovación de los cardiomiocitos en el lugar correcto, el momento y la cantidad adecuados. “Será necesaria mucha más investigación para ver si este principio podría aplicarse al corazón humano, pero nuestros resultados demuestran que puede ser posible”, dice.

Fuente: The Jerusalem Post