Cuando comienza a desarrollarse, el corazón es un simple tubo. Informes en la revista Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores del MDC ahora han descrito cómo se forma en su característica forma de S y cómo se desarrollan finalmente los ventrículos y las aurículas. Sus hallazgos ayudarán a los científicos a comprender mejor el desarrollo de las enfermedades cardíacas congénitas.
En Alemania, casi uno de cada 100 niños nace con un defecto cardíaco. Hasta hace poco, se sabía poco acerca de las causas de las cardiopatías congénitas. Pero ahora, una investigación sobre el desarrollo del corazón embrionario realizada por un equipo internacional dirigido porpor la Dra. Daniela Panáková, líder del grupo de trabajo Señalización electroquímica en el desarrollo y las enfermedades del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular MDC de Berlín.
Al realizar experimentos con pez cebra, Panáková y sus colegas del MDC y las universidades de Potsdam y Zürich han identificado los mecanismos por los cuales el corazón adquiere su forma completamente desarrollada. Su estudio fue publicado junto con otro artículo sobre el desarrollo temprano del corazón en elpez cebra en el mismo número de Comunicaciones de la naturaleza . En este artículo, un equipo dirigido por el profesor Christian Mosimann del Instituto de Ciencias de la Vida Molecular de la Universidad de Zúrich, con la participación del equipo de Panáková, informa cómo el corazón se desarrolla primero en forma de tubo a través de la continuaflujo de células precursoras del corazón.
las células del corazón deben encontrar nuevos vecinos
"Luego pasamos a la pregunta de cómo el tubo lineal se curva en la característica forma de S, que finalmente forma el ventrículo y el atrio del corazón del pez cebra", dice una de las dos autoras principales del estudio, AnneMargarete Merks del laboratorio de Panáková. "Para que ocurra este proceso, las células cardíacas de segunda generación deben integrarse en el corazón lineal e identificar su lugar correcto". Explica que esto implica la reubicación de las células. "Cambian a sus vecinas y encuentrannuevas celdas con las que compartir los límites de la celda ", dice Merks.
Como informan ella y sus colegas, este proceso está controlado por una vía de señalización, una cadena de reacciones químicas que hacen que las células reaccionen a señales externas, conocida como vía de señalización de PCP. PCP significa 'polaridad celular plana'. Dos componentes son especialmente importantes para esta vía: las moléculas Fzd7a y Vangl2. "Cuando desactivamos los genes de estas moléculas en el pez cebra, el corazón no pudo desarrollarse adecuadamente", dice Merks. "Claramente, las células no pudieron localizar sufuturos vecinos. "
La tensión del tejido es crucial
La vía de señalización de PCP influye no solo en las células individuales, sino también en el tejido en su conjunto. "Si la vía de señalización se interrumpe de alguna manera, la tensión del tejido cambia", dice Merks. Sin la tensión correcta, el proceso de bucle no puede tener lugary la formación del corazón se ve afectada. Como descubrieron los investigadores en experimentos posteriores, el cambio en la tensión tisular se debe al hecho de que la vía de señalización defectuosa de PCP altera el citoesqueleto de las células del músculo cardíaco. El citoesqueleto consta de las proteínas actina ymiosina y permite que las células musculares y, por lo tanto, todo un músculo se contraiga.
"Normalmente observamos que el citoesqueleto en las células del corazón no se ve igual en todas partes, pero exhibe polaridad", explica Merks. "La superficie de las células difiere de su base." Si la vía de señalización de PCP se interrumpe, estose pierde la polaridad. Como resultado, el corazón en forma de tubo no puede adoptar su nueva forma correctamente. "El tracto de salida, en particular, no puede desarrollarse correctamente", explica Merks. La mayoría de las enfermedades cardíacas congénitas se deben a problemas en esta partedel órgano.
Resultados transferibles a humanos
Merks y sus colegas llevaron a cabo sus experimentos con el pez cebra, porque estos animales tienen la importante ventaja de que el corazón se desarrolla muy rápido y comienza a latir solo 24 horas después de la fertilización ". Pero estamos seguros de que nuestros hallazgos se pueden transferir a los mamíferos, incluidos los humanos ", dice Panáková." La vía de señalización de PCP está altamente conservada en términos evolutivos y los genes involucrados en ella ya han sido identificados en humanos y asociados con enfermedades cardíacas congénitas ".
A continuación, Panáková y su equipo planean realizar estudios con tejido cardíaco de pacientes con las cardiopatías congénitas tetralogía de Fallot y DORV ventrículo derecho de doble salida. Obtendrán el tejido de un biobanco gestionado por la Competence Network paraDefectos cardíacos congénitos. A través de sus experimentos, los investigadores del MDC tienen como objetivo identificar exactamente hasta qué punto una vía de señalización de PCP interrumpida está implicada en el desarrollo de estas enfermedades.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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