Cambiar lo que las potencias de las células del corazón consumen para obtener energía podría ayudar al corazón a regenerarse cuando las células mueren, sugiere un nuevo estudio dirigido por investigadores de UT Southwestern. El hallazgo, publicado el 20 de febrero de 2020 Metabolismo de la naturaleza , podría abrir nuevas vías para tratar una variedad de afecciones en las que el músculo cardíaco se daña, incluida la insuficiencia cardíaca causada por virus, toxinas, presión arterial alta o ataques cardíacos.
Los tratamientos farmacéuticos actuales para la insuficiencia cardíaca, incluidos los inhibidores de la ECA y los betabloqueantes, se centran en tratar de detener un círculo vicioso de pérdida del músculo cardíaco a medida que la tensión daña aún más el músculo cardíaco restante, causando que mueran más células, explica el médico-investigador de UT SouthwesternHesham A. Sadek, MD, Ph.D., J. Fred Schoellkopf, Jr. Presidente en Cardiología. No existen tratamientos existentes para la reconstrucción del músculo cardíaco.
Hace nueve años, Sadek y sus colegas descubrieron que los corazones de los mamíferos pueden regenerarse si se dañan en los primeros días de vida, estimulados por la división de los cardiomiocitos, las células responsables de la fuerza contráctil del corazón. Sin embargo, esta capacidad escompletamente perdido a los 7 días de edad, un punto de inflexión abrupto en el que la división de estas células disminuye drásticamente.
Investigaciones posteriores han demostrado que este cambio en la capacidad regenerativa parece provenir, al menos en parte, del daño de los radicales libres generados por los orgánulos conocidos como mitocondrias, que alimentan las células. Estos radicales libres dañan el ADN de las células, un fenómeno llamado daño en el ADN,lo que les lleva a dejar de dividirse.
El cambio en la producción de radicales libres parece ser impulsado por un cambio en lo que las mitocondrias en los cardiomiocitos consumen para obtener energía, explica Sadek. Aunque las mitocondrias dependen de la glucosa en el útero y al nacer, cambian a ácidos grasos en los días posteriores al nacimiento parautilizar estas moléculas densas en energía en la leche materna.
Sadek y sus colegas se preguntaron si obligar a las mitocondrias a continuar consumiendo glucosa podría obstaculizar el daño al ADN y, a su vez, ampliar la ventana para la regeneración de las células del corazón. Para probar esta idea, los investigadores probaron dos experimentos diferentes.
En el primero, siguieron crías de ratón cuyas madres fueron alteradas genéticamente para producir leche materna baja en grasa y que se alimentaron con comida baja en grasa después del destete. Los investigadores descubrieron que los corazones de estos roedores mantenían la capacidad regenerativa semanas después de lo normal, consus cardiomiocitos continúan expresando genes asociados con la división celular durante un período significativamente más largo que aquellos alimentados con una dieta regular de leche materna y comida. Sin embargo, este efecto no duró hasta la edad adulta: sus hígados eventualmente compensaron el déficit sintetizando las grasas quefaltaban sus dietas, lo que redujo significativamente la capacidad regenerativa de sus corazones.
En el segundo experimento, los investigadores crearon animales genéticamente alterados en los que los investigadores pudieron eliminar una enzima, conocida como piruvato deshidrogenasa quinasa 4 PDK4, necesaria para que las mitocondrias de las células del corazón digieran ácidos grasos. Cuando los investigadores administraron un medicamentoPara desactivar la producción de PDK4, los cardiomiocitos de los animales cambiaron a consumir glucosa en lugar de ácidos grasos, incluso en la edad adulta. Después de que los investigadores simularon un ataque cardíaco, estos animales experimentaron una mejora en la función cardíaca, que fue acompañada por marcadores en la expresión génica que sugirieron sus cardiomiocitosseguían dividiéndose activamente
Sadek señala que estos hallazgos proporcionan una prueba de principio de que es posible reabrir la ventana para la regeneración de las células del corazón al manipular lo que las mitocondrias de los cardiomiocitos consumen para obtener energía.
"Eventualmente", dice, "puede ser posible desarrollar medicamentos que cambien lo que comen los cardiomiocitos para que se dividan nuevamente, revirtiendo la insuficiencia cardíaca y representando una verdadera cura".
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Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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