Jóvenes de corazón: nueva ventana temporal de regeneración cardíaca

Un nuevo estudio en ratones neonatos desarrollado por el CMR[B], en colaboración con el IBEC y la UB, ha determinado que la habilidad del corazón para regenerarse tras una herida está relacionada la rigidez del entorno celular, y no solo con la capacidad proliferativa de las células cardíacas, acotando la ventana de regeneración a 48 horas tras el nacimiento.

El trabajo de investigación, publicado en Science Advances, abre la puerta al desarrollo de terapias basadas en la modificación farmacológica de la matriz extracelular para fomentar la regeneración de tejido tras un infarto o accidente cardíaco.

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Imagen de la matriz extracelular de un corazón con capacidad de regenerar. En este caso, se usó el corazón de un pez, que permite una mejor visualización. Fuente: CMR[B]

“Ahora empezamos a entender que la matriz extracelular juega un papel importante en el comportamiento de las células madre y sus aplicaciones terapéuticas en medicina regenerativa” comentan los autores del estudio. “Los eventos intracelulares regulados por genes y proteínas siempre se habían considerado el principal objeto de estudio hasta ahora; sin embargo, nos falta una visión más amplia que englobe a todos los protagonistas de la regeneración del tejido cardiaco”.

48 horas para regenerar

Hasta ahora, la capacidad de regeneración de las células del corazón, los cardiomiocitos, se había asociado a su capacidad de proliferar. Estudios anteriores permitían teorizar que los ratones neonatos podrían ser capaces de regenerar su corazón tras una herida hasta siete días después de nacer, período durante el cual las células cardíacas aún están en fase de desarrollo.
Por primera vez, los investigadores del CMR[B] han evaluado experimentalmente la capacidad de regeneración del ratón ante una amputación de tejido cardíaco desde las 24 horas hasta los nueve días tras el nacimiento.“Si la capacidad regenerativa del corazón neonatal dependiera de la capacidad de proliferación de las células cardíacas, habríamos visto regeneración varios días tras el nacimiento, como se había teorizado, pero no es así”, explica el Dr. Mario Notari, primer autor del artículo. “En cambio, hemos acotado experimentalmente esta ventana de regeneración a dos días, demostrando que pasadas 48 horas el corazón pierde la capacidad de regenerarse, aunque siga en desarrollo. Así pues, hemos desvinculado los fenómenos de regeneración y proliferación celular de los cardiomiocitos en ratones neonatos”.

La rigidez del entorno, factor limitante

Gracias a la colaboración con el grupo de investigación IBEC-UB del Dr. Daniel Navajas, también vinculado al Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER), los investigadores realizaron el análisis transcriptómico y mecánico del corazón a las 24 y 48 horas de nacer. La principal diferencia observada fue un incremento significativo de la rigidez de matriz extracelular, que rodea a los cardiomiocitos, a los dos días de nacer.

Tras disminuir dicha rigidez farmacológicamente, el equipo de investigación consiguió extender la capacidad de regeneración del corazón hasta tres días después del nacimiento. “Nuestros resultados sugieren que la composición y rigidez de la matriz extracelular son un mecanismo limitante en relación a la capacidad regenerativa del corazón en mamíferos, por lo que resulta muy interesante su estudio”, apunta Notari.

Un nuevo enfoque para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares

“Conocer la ventana horaria de regeneración del corazón en neonatos de forma tan específica facilitará el desarrollo de nuevos estudios que permitan analizar en profundidad los mecanismos responsables”, añade el Dr. Ángel Raya, director del CMR[B] y último autor del trabajo. “En cualquier caso, estos hallazgos abren una puerta esperanzadora de cara al desarrollo de nuevas terapias para enfermedades cardiovasculares basadas en medicina regenerativa”. A largo plazo, la disminución de la rigidez del microentorno celular podría convertirse en una terapia potencial para el tratamiento de patologías cardiovasculares.

Source article: Mario Notari, Antoni Ventura-Rubio, Sylvia J. Bedford-Guaus, Ignasi Jorba, Lola Mulero, Daniel Navajas, Mercè Martí, Ángel Raya (2018). The local microenvironment limits the regenerative potential of the mouse neonatal heart. Science Advances, Vol. 4, no. 5, eaao5553