Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de California en San Diego ha identificado una vía genética que hace que algunas personas desarrollen un ritmo cardíaco anormal, o arritmia, después de experimentar un ataque cardíaco. También han identificado un fármaco candidato que puede bloquear estoruta.
El equipo informó sus hallazgos en un estudio publicado el 28 de enero en Ingeniería biomédica de la naturaleza .
"Ahora sabemos una razón por la cual una fracción significativa del público podría desarrollar complicaciones secundarias después de un ataque cardíaco, como una arritmia", dijo Adam Engler, profesor de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs de la UC San Diego. "Hemos identificado elreacciones adversas que causan esta comorbilidad en ciertos pacientes y pueden comenzar a desarrollar medicamentos para tratarla y prevenirla "
Esta vía del ataque cardíaco a la arritmia se desencadena por mutaciones genéticas ubicadas en una región del genoma llamada locus 9p21. Estas mutaciones están presentes en aproximadamente el 23 por ciento de la población.
"Estudios anteriores han sugerido que las mutaciones en el locus 9p21 podrían estar vinculadas a estas enfermedades cardiovasculares, pero no se entendía por qué y cómo. Ahora tenemos respuestas específicas a estas preguntas", dijo el primer autor Aditya Kumar, PhD de bioingenieríaestudiante en el laboratorio de Engler.
Engler, Kumar y sus colegas descubrieron que cuando ocurre un ataque cardíaco, las mutaciones activan a un jugador clave en la vía: una proteína de señalización llamada JNK. Las células cardíacas normales pueden mantener a JNK bajo control después de un ataque cardíaco. Pero en las células conmutaciones, JNK envía señales a objetivos aguas abajo que finalmente rompen las conexiones eléctricas entre las células del corazón y hacen que se apaguen sincronizadas.
Los investigadores también demostraron que podían revertir y prevenir este daño bloqueando JNK. Usaron una molécula llamada SP600125. Es un inhibidor conocido de JNK, pero según Engler sus derivados no han sido probados clínicamente para afecciones cardíacas relacionadas con 9p21, ya que pueden tenerefectos fuera del objetivo.
"En el futuro, imaginamos que los pacientes cardíacos podrían tener sus genomas secuenciados y si tienen las mutaciones 9p21, se les podría dar un medicamento basado en este inhibidor para que estén mejor en caso de un ataque cardíaco y ganen 't desarrollar arritmia ", dijo Engler.
'Ataque al corazón en un plato'
El equipo hizo su descubrimiento utilizando células madre e hidrogeles que imitan cómo el corazón se pone rígido como resultado de un ataque cardíaco. Engler lo llama "ataque cardíaco en un plato". Los hidrogeles están hechos de un biomaterial llamado ácido hialurónico metacrilado,que se puede endurecer en diversos grados por exposición a la luz UV.
Los investigadores primero endurecieron los hidrogeles lo suficiente como para imitar la rigidez del tejido cardíaco sano. Luego sembraron los geles con células cardíacas derivadas de células madre pluripotentes inducidas. Algunos geles se sembraron con células obtenidas de individuos con mutaciones en el locus 9p21. Otros fueronsembradas con células de individuos sin las mutaciones. Después, los geles se pusieron aún más rígidos para imitar lo que sucede en un ataque cardíaco.
Luego, los investigadores observaron cómo las células del corazón respondían a este estrés. Aquellos con las mutaciones latían de manera anormal porque sus conexiones eléctricas ya no estaban intactas. Mientras tanto, las células sin las mutaciones continuaron latiendo normalmente.
"Es notable que la rigidez en sí misma fuera un estrés suficiente para causar los cambios que vimos en las células con mutaciones", dijo Engler.
"El hidrogel fue la tecnología habilitadora aquí", dijo Kumar. "Podemos cambiar su rigidez dinámicamente para modelar mejor el estrés que sucede in vivo. Si colocamos las células en un sustrato con rigidez estática, no exhiben ningunafenotipos adversos "
Los estudios en curso examinarán si estos efectos se verán en el tejido real del paciente. El equipo explorará más a fondo el tratamiento con inhibidores de JNK.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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