Un estudio en ratones ha demostrado que puede ser posible detectar los primeros signos de aterosclerosis, que conduce a arterias bloqueadas, al observar cómo las células en nuestros vasos sanguíneos cambian su función.
Las células musculares que recubren los vasos sanguíneos se conocen desde hace mucho tiempo para tareas múltiples. Si bien su función principal es bombear sangre a través del cuerpo, también están involucradas en 'remendar' las lesiones en los vasos sanguíneos. Cambio excesivo de estas célulasdesde el modo de 'bombeo' hasta el de 'reparación' puede conducir a aterosclerosis, lo que resulta en la formación de 'placas' en los vasos sanguíneos que bloquean el flujo sanguíneo.
Utilizando tecnologías de genómica de última generación, un equipo interdisciplinario de investigadores con sede en Cambridge y Londres detectó una pequeña cantidad de células musculares vasculares en los vasos sanguíneos de ratones en el acto de cambiar y describió sus propiedades moleculares. Los investigadores utilizaron unMetodología innovadora conocida como secuenciación de ARN de una sola célula, que les permite rastrear la actividad de la mayoría de los genes en el genoma en cientos de células musculares vasculares individuales.
Sus hallazgos, publicados hoy en Comunicaciones de la naturaleza , podría allanar el camino para detectar las células 'cambiantes' en humanos, lo que podría permitir el diagnóstico y el tratamiento de la aterosclerosis en una etapa muy temprana en el futuro.
La aterosclerosis puede conducir a enfermedades cardiovasculares potencialmente graves, como ataque cardíaco y accidente cerebrovascular. Aunque actualmente no hay tratamientos que reviertan la aterosclerosis, las intervenciones en el estilo de vida, como una dieta mejorada y un mayor ejercicio, pueden reducir el riesgo de que la afección empeore; la detección temprana puede minimizar estoriesgo.
"Sabíamos que, aunque estas células en los tejidos sanos se parecen entre sí, en realidad son una mezcla mixta a nivel molecular", explica el Dr. Helle Jørgensen, líder del grupo en la División de Medicina Cardiovascular de la Universidad de Cambridge, quecodirigió el estudio.
"Sin embargo, cuando obtuvimos los resultados, un número muy pequeño de células en el vaso realmente se destacó. Estas células perdieron la actividad de los genes típicos de las células musculares en varios grados, y en su lugar expresaron un gen llamado Sca1 que es mejor conocido pormarcar las células madre, las 'células maestras' del cuerpo ".
La capacidad de detectar la actividad o 'expresión' de miles de genes en paralelo en estas células recién descubiertas ha cambiado el juego, dicen los investigadores.
"La secuenciación de ARN de una sola célula nos ha permitido ver que además de Sca1, estas células expresaron un conjunto completo de otros genes con roles conocidos en el proceso de conmutación", dice Lina Dobnikar, bióloga computacional del Instituto Babraham yprimer autor conjunto en el estudio.
"Si bien estas celdas no necesariamente mostraban las propiedades de las celdas totalmente conmutadas, pudimos ver que las detectamos en el acto de cambiar, lo que no era posible anteriormente"
Para confirmar que estas células inusuales se originaron a partir de células musculares, el equipo utilizó otra tecnología nueva, conocida como etiquetado de linaje, que permitió a los investigadores rastrear la historia de la expresión de un gen en cada célula.
"Incluso cuando las células han apagado por completo los genes de las células musculares, el etiquetado del linaje demostró que en algún momento ellos o sus antepasados eran de hecho las células musculares típicas", dice Annabel Taylor, bióloga celular en el laboratorio de Jørgensen y primera autora conjunta deel estudio.
Conocer el perfil molecular de estas células inusuales ha permitido estudiar su comportamiento en la enfermedad. Los investigadores han confirmado que estas células se vuelven mucho más numerosas en los vasos sanguíneos dañados y en las placas ateroscleróticas, como era de esperar al cambiar las células.
"Tuvimos la suerte de que las tecnologías de secuenciación de ARN de una sola célula hubieran evolucionado rápidamente mientras trabajábamos en el proyecto", dice el Dr. Mikhail Spivakov, biólogo genómico y líder de grupo en el Instituto de Ciencias Médicas de Londres MRC, que co-dirigió el estudio con Jørgensen. El Dr. Spivakov llevó a cabo el trabajo mientras era líder del grupo en el Instituto Babraham. "Cuando comenzamos, mirar cientos de células era el límite, pero para el análisis de las placas ateroscleróticas realmente necesitábamos miles.Cuando llegamos a hacer este experimento, ya era posible ".
En el futuro, los hallazgos del equipo pueden allanar el camino para detectar la aterosclerosis temprano y tratarla de manera más efectiva.
"Teóricamente, ver un aumento en el número de células que cambian en vasos sanos de otro modo debería generar una alarma", dice Jørgensen. "Del mismo modo, conocer las características moleculares de estas células puede ayudar a seleccionarlas selectivamente con medicamentos específicos. Sin embargo, esaún en los primeros días. Nuestro estudio se realizó en ratones, donde pudimos obtener grandes cantidades de células musculares vasculares y modificar sus genomas para el etiquetado de linaje. Todavía se necesita investigación adicional para traducir nuestros resultados a las células humanas primero y luego a la clínica ".
La investigación fue financiada por la Fundación Británica del Corazón y la Investigación e Innovación del Reino Unido.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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