Los investigadores de la UCLA han identificado por primera vez el origen de una célula inmune que juega un papel crítico en la formación de válvulas cardíacas sanas. Los resultados podrían allanar el camino para nuevos tratamientos para los trastornos de las válvulas cardíacas, que pueden ser causados por defectos congénitos, envejecimiento o enfermedad.
Su estudio, dirigido por el Dr. Atsushi "Austin" Nakano, profesor asociado de biología molecular, celular y del desarrollo de la UCLA y miembro del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre de la UCLA, se publicó en la revista Célula del desarrollo .
Basado en investigaciones previas de Nakano, que mostró que el tubo del corazón embrionario produce células progenitoras de sangre, el nuevo estudio encontró que esas células, a su vez, generan células inmunes especializadas llamadas macrófagos. La investigación también reveló que estos macrófagos derivados del corazón sonparticularmente experto en consumir exceso de tejido, una habilidad que los hace indispensables para la formación y el mantenimiento de las válvulas cardíacas.
El corazón humano tiene cuatro válvulas: membranas delgadas de papel tisú que se abren y cierran constantemente para controlar el flujo sanguíneo a través del corazón. Cuando las válvulas no funcionan correctamente, el flujo sanguíneo al cuerpo se interrumpe, lo que daña el corazón y puedeconducir a insuficiencia cardíaca, accidente cerebrovascular o muerte súbita.
"Cuando las válvulas se dañan gravemente, no se pueden reparar; la cirugía de reemplazo es la única opción", dijo Nakano. "Identificar las células que contribuyen a la salud de la válvula podría revelar objetivos para nuevas terapias menos invasivas".
Actualmente, los médicos tienen dos opciones para reemplazar las válvulas: válvulas mecánicas, que requieren el uso de medicamentos anticoagulantes de por vida; y válvulas biológicas, que están hechas de tejido cardíaco de vaca, cerdo o humano, y que generalmente deben reemplazarse cada 10a 15 años.
Debido a que las válvulas de reemplazo a menudo requieren reemplazos propios, especialmente entre los niños porque tienden a superar sus reemplazos de válvulas varias veces antes de llegar a la edad adulta, y debido a los riesgos asociados con cualquier cirugía que altere el corazón, Nakano dijo que nuevos métodospara tratar trastornos valvulares son urgentemente necesarios.
En un estudio de 2013 con ratones, Nakano y sus colegas en su laboratorio descubrieron que el tubo cardíaco, la forma que toma el corazón embrionario antes de comenzar a bombear sangre, contribuye a la producción de las primeras células sanguíneas del cuerpo, que se llaman sangreCélulas progenitoras. Al igual que las células madre pueden formar cualquier tipo de célula en el cuerpo, las células progenitoras sanguíneas pueden crear varios tipos diferentes de sangre y células inmunes. Pero a diferencia de las células madre, las células progenitoras sanguíneas no son capaces de renovarse por sí mismas en todo el organismo.esperanza de vida.
"Desde que descubrimos que el tubo del corazón produce algunas células progenitoras sanguíneas, hemos estado tratando de averiguar por qué", dijo Nakano. "Las células progenitoras sanguíneas se generan en cantidades mucho mayores en otras partes del embrión en desarrollo.el tubo cardíaco produce células progenitoras de sangre es como tener una fábrica pequeña, no muy productiva, cerca de una fábrica más grande y productiva. Si ambas fábricas producen lo mismo, en este caso células progenitoras de sangre, ¿por qué no simplementetiene una gran fábrica? "
Responder a esa pregunta no fue una tarea sencilla, en parte porque el tubo del corazón cambia de forma y comienza a latir a los pocos días de su desarrollo. Y con cada latido, la sangre y las células inmunes de todo el embrión en desarrollo fluyen hacia el corazón y la espaldanuevamente, lo que dificulta determinar el origen de las células sanguíneas en el corazón.
En el nuevo estudio, que también usó ratones, el equipo eliminó la otra sangre y las células inmunes de la ecuación al quitar un tubo cardíaco antes de que comenzara a bombear sangre y continuar su crecimiento en una placa de laboratorio. Sin sangre circulante que contamine sumuestra, el equipo observó que las células progenitoras sanguíneas derivadas del corazón estaban produciendo macrófagos.
Los macrófagos "grandes consumidores" en griego residen en los tejidos y viajan alrededor del cuerpo en la sangre, buscando y consumiendo células dañinas, dañadas o innecesarias. Investigaciones anteriores habían demostrado que existen macrófagos en las válvulas cardíacas, pero el equipo de Nakano erael primero en descubrir su papel allí: comer el exceso de células para hacer que las válvulas sean delgadas e hiper eficientes. Este proceso comienza en el embrión en desarrollo y continúa después del nacimiento; los macrófagos permanecen en las válvulas para ayudarlos a mantenerse en forma durante todo el proceso.ciclo vital.
"Se sabía que los macrófagos existían en las válvulas cardíacas, pero nadie había clavado cuando llegaron allí y de dónde vinieron hasta que los vimos desarrollarse en el tubo cardíaco", dijo Nakano.
Para probar cuán esenciales son los macrófagos derivados del corazón para la formación y remodelación de las válvulas, los científicos bloquearon su producción para ver si tenía algún efecto. Descubrieron que los otros macrófagos en el cuerpo, los de la sangre circulante, viajaban ael corazón, pero no fueron muy efectivos en la remodelación de las válvulas. Sin los macrófagos derivados del corazón, las válvulas del corazón permanecieron gruesas y difíciles de manejar
"Esto nos mostró que los macrófagos que se generan en el tubo cardíaco son particularmente expertos en comer tejido en exceso", dijo Nakano. "Esto los hace esenciales no solo para la formación de válvulas cardíacas, sino también para el mantenimiento de las válvulas cardíacas durante toda la vida".
Nakano dijo que espera que el descubrimiento allane el camino para resolver de manera más permanente las condiciones de las válvulas cardíacas, tal vez al aumentar o inhibir la actividad de los macrófagos derivados del corazón para regular la formación de las válvulas cardíacas. Y, debido a que esos macrófagos permanecen en el cuerpo durante todo el procesoLa vida de las personas, algún día podría ser posible atacarlas para tratar los problemas de las válvulas que se desarrollan más adelante en la vida, dijo.
El siguiente paso para el laboratorio de Nakano será determinar si los hallazgos pueden replicarse en humanos.
La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud. Nakano está en el consejo asesor de la empresa de inicio Myoridge, con sede en Japón, que está desarrollando tecnología para producir células cardíacas a partir de células madre pluripotentes inducidas.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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