Con la edad, el corazón humano pierde gradualmente su capacidad de repararse a sí mismo después de una lesión. El daño causado por lesiones como la isquemia cardíaca y el ataque cardíaco, que están asociados con niveles bajos de oxígeno en el corazón, pueden hacer que el corazón funcione por debajo de su capacidad normal, lo que dificulta que los pacientes realicen sus actividades diarias.
Para aumentar la reparación del corazón después de una lesión isquémica, los investigadores han recurrido a terapias basadas en células madre, que reemplazan el tejido cardíaco muerto con tejido nuevo y funcional. Sin embargo, en la mayoría de los casos, menos del 1 por ciento de las células madre sobreviven al trasplante en el corazón.debido principalmente a la incapacidad de las células para hacer frente a las demandas metabólicas del entorno isquémico.
Ahora, en una nueva investigación, los científicos de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple muestran que, al menos en ratones, este obstáculo se puede superar mediante la reintroducción de LIN28, una proteína que normalmente se expresa en el corazón en desarrollo, encélulas madre derivadas de tejido cardíaco adulto. LIN28 hace que las células madre cardíacas adultas sean más flexibles metabólicamente, mejorando en gran medida sus posibilidades de supervivencia.
"LIN28 es muy activo en el corazón en desarrollo, pero no en el corazón adulto", explicó Mohsin Khan, PhD, profesor asistente de Ciencias Cardiovasculares en el Centro de Investigación Cardiovascular de la Facultad de Medicina Lewis Katz e investigador principal del nuevo estudio"Descubrimos que cuando expresamos LIN28 en células madre cardíacas de tejido cardíaco adulto, las células adultas se reprogramaron para que tuvieran características metabólicas de células cardíacas jóvenes en desarrollo. El proceso fue esencialmente como el envejecimiento inverso".
Los nuevos hallazgos se publicaron en línea en la revista Biología redox .
El corazón fetal está especialmente adaptado para funcionar en condiciones de bajo nivel de oxígeno. Sin embargo, después del parto, esta tolerancia al bajo nivel de oxígeno se pierde y, en la edad adulta, el corazón es extremadamente sensible a la disminución de la disponibilidad de oxígeno. Los cambios en el metabolismo celular sonla razón subyacente de este cambio, y estudios recientes sugieren que estas diferencias metabólicas en el corazón ayudan a determinar el destino de las células madre después del trasplante.
En el nuevo estudio, el Dr. Khan y sus colegas estaban interesados en averiguar si los reguladores metabólicos que se expresan en el corazón en desarrollo podrían impartir una especie de flexibilidad metabólica a las células madre derivadas del tejido cardíaco CTSC. Las CTSC están presentesen tejido cardíaco tanto neonatal como adulto, pero solo expresan LIN28 en el corazón en desarrollo. En el tejido cardíaco adulto, las CTSC poseen potencial regenerativo y generalmente están inactivas.
El equipo comenzó reintroduciendo la expresión de LIN28 en CTSC de ratón adulto in vitro y analizando los efectos sobre las vías de señalización involucradas en el metabolismo celular, el crecimiento y la regeneración. Descubrieron que la expresión de LIN28 producía una respuesta regenerativa robusta, modificando las CTSC para promover el crecimiento y la supervivencia.en respuesta al estrés oxidativo. Los investigadores vincularon las modificaciones a la vía de señalización Let7 / PDK1, que se sabe que regula el metabolismo aeróbico en las células. El trasplante de CTSC que expresan LIN28 al corazón en ratones que habían sufrido un ataque cardíaco resultó en mejoras significativas enestructura y función cardíacas. Estos efectos fueron mediados a través de las mismas vías identificadas en las evaluaciones in vitro.
"LIN28 modificó la producción de energía en las CTSC, lo que llevó a la secreción de muchos factores que son beneficiosos para la supervivencia de las células cardíacas", explicó el Dr. Khan. "En general, las células adquirieron un fenotipo más juvenil".
El Dr. Khan planea luego traducir los nuevos hallazgos en un modelo animal más grande y determinar si las células madre cardíacas derivadas de humanos pueden ser reprogramadas por LIN28. "Estos estudios podrían tener implicaciones importantes sobre cómo enfocamos la terapia con células madre para las enfermedades cardíacas.en los humanos ", dijo.
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Materiales proporcionados por Sistema de salud de la Universidad de Temple . Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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