Las células humanas arrojan exosomas. Estas pequeñas vesículas extracelulares unidas a la membrana pueden transportar carga para la comunicación de célula a célula, transportando diversas cargas de proteínas, lípidos o ácidos nucleicos.
La Universidad de Alabama en Birmingham y los investigadores chinos ahora informan que los exosomas son clave para la señal SOS que el músculo cardíaco envía después de un ataque cardíaco. Después del ataque cardíaco, los exosomas en el torrente sanguíneo transportan cantidades mucho mayores de microARN específicos del corazón- una observación vista tanto en ratones como en humanos. Estos exosomas transportan preferentemente los microARN a las células progenitoras en la médula ósea. Dentro de esas células progenitoras, los microARN desactivan un gen específico que permite que las células progenitoras abandonen la médula ósea y entren en eltorrente sanguíneo. Las células luego viajan al corazón para intentar reparaciones.
Los investigadores dicen que el descubrimiento de esta nueva vía, una señal del corazón dañado a una respuesta sistémica de las células reparadoras de la médula ósea, ahora se puede aprovechar para mejorar la reparación cardiovascular basada en células después de los ataques cardíacos.
El estudio - dirigido por Gangjian Qin, MD, profesor en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la UAB y director del Programa de Cardiología Molecular, y Min Cheng, MD, Ph.D., Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, Wuhan, China- se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Durante 15 años, se sabía que las células progenitoras se liberan de la médula ósea después de un ataque cardíaco. Estas células se mueven al músculo cardíaco dañado para intentar reparaciones. Sin embargo, muchos esfuerzos para mejorar esa reparación han arrojado solo una eficacia modesta,a lo mejor.
Del mismo modo, durante una docena de años, se sabía que un puñado de microARN que abundan en el músculo cardíaco están muy elevados en el torrente sanguíneo después de un ataque cardíaco agudo, tanto en animales como en humanos.
La UAB y los investigadores chinos ahora han vinculado esas dos observaciones identificando el transportista de carga que transporta esos microARN de músculo cardíaco, localizando el destino preferido del transportista de carga y describiendo el mecanismo de microARN que libera las células progenitoras de la médula ósea.
Detalles de la investigación
Los investigadores encontraron que, después de un ataque cardíaco en un modelo de ratón, los niveles de cuatro microARN específicos para el músculo cardíaco, conocidos como myo-miR, se elevaron de 10,000 a 100,000 veces en sangre periférica después del ataque cardíaco.Las células mononucleares de la médula ósea tomaron preferentemente los miRi y, en menor medida, las células renales. Los microARN o miARN son ARN pequeños no codificantes que pueden regular la expresión génica. El genoma humano parece producir al menos 2.000 miARN diferentes.
Resultó que los exosomas en la sangre transportaron abrumadoramente tres de los myo-miR después de un ataque cardíaco: miR-1a, miR-208a y miR-499-5p. El cuarto myo-miR, miR-133a, fue parcialmentetransportado por exosomas. En particular, también se observó un aumento significativo de los mio-miR exosómicos circulantes en humanos después de los ataques cardíacos graves llamados infarto agudo de miocardio con elevación del segmento ST.
Los exosomas de ratones sin ataque cardíaco no portaban los myo-miR. Los investigadores encontraron que tanto los exosomas de myo-miR, después de los ataques cardíacos, como los exosomas sin ataque cardíaco se transfirieron fácilmente a las células mononucleares de la médula ósea.
Se sabía que el bloqueo de un receptor de quimiocinas llamado CXCR4 media la movilización de las células progenitoras de la médula ósea en la circulación sanguínea y contribuye a la reparación del músculo cardíaco después de los ataques cardíacos. Dado que uno de los myo-miR mostró una posible unión al ARNm de CXCR4, los cuatro myo-miR se probaron en células mononucleares de la médula ósea. Sorprendentemente, cada myo-miR solo fue capaz de regular negativamente la expresión de CXCR4. Además, los exosomas de ratones con ataque cardíaco, pero no de ratones sin ataque cardíaco- CXCR4 regulado negativamente en células mononucleares de médula ósea.
Finalmente, los investigadores mostraron que los exosomas de los ratones con ataque cardíaco, cuando se transfirieron a ratones intactos, redujeron significativamente la expresión de CXCR4 en las células mononucleares de la médula ósea y provocaron la movilización de las células progenitoras fuera de la médula ósea. Por lo tanto, en general, el corazón lesionado está señalizandopara movilizar las células progenitoras de la médula ósea.
"Nuestro trabajo revela que los exosomas liberados del corazón isquémico de hecho están mediando la respuesta sistémica de las células progenitoras de médula ósea al sitio de la lesión", informaron los investigadores. "Estas observaciones son convincentes, ya que los mio-miR circulantes no son soloun marcador biológico, pero también un componente funcional de la intrincada diafonía entre el corazón isquémico y el órgano remoto de la médula ósea ".
"Debido al papel crítico de las células progenitoras de la médula ósea en la reparación del tejido isquémico", dijeron, "el mecanismo identificado en este estudio podría ser un componente importante de la respuesta fisiológica a la lesión isquémica y, por lo tanto, podría aprovecharse para el tratamiento deenfermedad isquémica del corazón."
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Materiales proporcionado por Universidad de Alabama en Birmingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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