Investigadores del Instituto Gladstone de enfermedades cardiovasculares (GICD, por sus siglas en inglés) y de la Universidad de California (EE UU) han desvelado un complejo proceso de señalización que revela cómo diferentes tipos de células interaccionan para crear un corazón.
Hace tiempo que se conoce que las células del músculo cardíaco (cardiomiocitos) se dividen activamente y se expanden en el embrión, pero después del nacimiento esta capacidad proliferativa se pierde y hasta ahora no se sabía cómo se produce esta transición.
En el número actual de la revista Developmental Cell, los investigadores muestran que el secreto reside en las células que rodean a las células musculares, denominadas fibroblastos. Éstas envían señales que indican a los cardiomiocitos que deben dividirse o aumentar de tamaño. Por eso, la manipulación de estas señales podría inducir a estos cardiomiocitos a dividirse de nuevo con fines regenerativos después de un infarto.
“Siempre hemos sospechado que hay diferentes tipos de células que intervienen determinando cómo se forma un corazón”, señala Deepak Srivastava, director del GICD y principal autor del estudio. “Nuestra investigación ha demostrado que las señales de los fibroblastos cardíacos contribuyen a las diferentes respuestas de los cardiomiocitos”.
Las células existen en una matriz tridimensional junto con otras células. La señalización recíproca entre las células vecinas, además de los factores y señales generadas internamente, garantiza que los tejidos alcancen la forma, tamaño y función correctas.
En el desarrollo del corazón, antes del nacimiento (embriogénesis), los cardiomiocitos proliferan y se desarrollan en las diferentes partes del corazón. Después del nacimiento, las células ya no proliferan más. Aunque siguen creciendo, la incapacidad de proliferar hace que el corazón sea incapaz de regenerar las células dañadas como sucede en el infarto de miocardio.
Se ha sugerido que los fibroblastos cardíacos, que son células que rodean a las células musculares y constituyen más de la mitad de las células cardíacas, podrían ser importantes en la embriogénesis, pero poco se sabe sobre su desarrollo y las funciones que desempeñan en el corazón embrionario.
Un proceso clave para tratamientos regenerativos
Para reproducir las interacciones celulares en el corazón en desarrollo, los científicos han desarrollado un método novedoso que hacer crecer conjuntamente dos tipos distintos de células. Al observar las células en este sistema, los expertos descubrieron que los fibroblastos cardíacos embrionarios promovían la división celular por los cardiomiocitos de forma más eficaz que los fibroblastos cardíacos adultos.
Además, observaron que la fibronectina, el colágeno y el factor de crecimiento de tipo EGF de unión a heparina son específicamente secretados por los fibroblastos cardíacos embrionarios como señales para promover esta división celular. Estas moléculas actúan a través de otra molécula de señalización denominada integrina b1 que se encuentra sobre la superficie de los cardiomiocitos. El equipo confirmó sus observaciones en ratones mutantes que carecían de integrina b1. Los ratones mutantes tenían menos células miocárdicas y alteraciones de la integridad del músculo que pudieran eventualmente provocar una muerte prenatal.
“Hemos hallado una diferencia importante en la función de los fibroblastos cardíacos embrionarios y adultos. Los fibroblastos cardíacos embrionarios promueven la proliferación de los miocitos, mientras que los fibroblastos adultos promueven la hipertrofia de los miocitos”, señala Masaki Ieda, investigador posdoctoral del Instituto Gladstone y coautor del estudio. “Ahora estamos intentando producir fibroblastos cardíacos adultos más similares a sus homólogos embrionarios para inducir la proliferación de los cardiomiocitos en el adulto”.
“Los fibroblastos son también abundantes y están íntegramente implicados en muchos otros tejidos, incluida la piel, mamas y el pulmón y en algunos cánceres. Nuestros resultados podrían ser relevantes para comprender más ampliamente el desarrollo, función y patología del tejido”, adelanta Srivastava.
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Referencia bibliográfica:
Takatoshi Tsuchihashi and Kathryn N. Ivey of GICD, Robert S. Ting-Ting Hong, y Robin M. Shaw,
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