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Cambiar qué células del corazón consumen podría ayudarles regenerados

Cambiar lo que consumen las centrales eléctricas de las células del corazón para la energía podría ayudar al regenerado del corazón cuando mueren las células, un nuevo estudio llevado por los investigadores al sudoeste de UT sugiere. El encontrar, publicado en el metabolismo de la naturaleza del 20 de febrero de 2020, podría abrir las nuevas avenidas enteras para tratar una variedad de condiciones en las cuales el músculo cardíaco se daña, incluyendo el paro cardíaco causado por los virus, las toxinas, la tensión arterial alta, o los ataques del corazón.

Los tratamientos farmacéuticos actuales para el paro cardíaco - incluyendo los inhibidores de ACE y los moldes beta - centro en intentar parar un ciclo vicioso de la baja del músculo cardíaco como deformación dañan más lejos el músculo cardíaco restante, haciendo más células morir, explican al médico-investigador al sudoeste Hesham A. Sadek, M.D., Ph.D., J. Fred Schoellkopf, silla de UT del Jr. en cardiología. No hay tratamientos existentes para reconstruir el músculo cardíaco.

Hace nueve años, Sadek y sus colegas descubrieron que los corazones mamíferos pueden regenerar si se dañan en los primeros días de vida, estimulados por la división de cardiomyocytes, las células responsables de la fuerza contráctil de un corazón. Sin embargo, esta capacidad se pierde totalmente por 7 días de viejo, un momento crucial precipitado en el cual la división de estas células se reduzca dramáticamente.

La investigación subsiguiente ha mostrado que este cambio en capacidad regeneradora aparece provenir, por lo menos en parte, de dañar los radicales libres generados por los organelos conocidos como mitocondrias, que mueven por motor las células. Estos radicales libres dañan la DNA de las células, un fenómeno llamado el daño de la DNA, que los incita para parar el dividir.

El movimiento en la producción del radical libre aparece ser estimulado por un cambio en qué mitocondrias en los cardiomyocytes consumen para la energía, Sadek explica. Aunque las mitocondrias confíen en la glucosa in utero y en el nacimiento, cambian a los ácidos grasos en los días después del nacimiento para utilizar estas moléculas energía-densas en leche materna.

Sadek y sus colegas se preguntaban si forzar las mitocondrias para continuar consumir la glucosa pudo bloquear daño de la DNA y, a su vez, para extender la ventana para la regeneración de la célula del corazón. Para probar esta idea, los investigadores intentaron dos diversos experimentos.

En el primer, siguieron los perritos del ratón cuyos alteraron a moldes-madre genético para producir leche materna baja en grasa y ésa introducidas en perro chino bajo en grasa después de que destetaran. Los investigadores encontraron que los corazones de estos roedores mantuvieron las semanas regeneradoras de la capacidad más adelante que normales, con sus cardiomyocytes continuando expresar los genes asociados a la división celular para una ventana importante más larga que ésos introducidos una dieta de la leche materna y del perro chino regulares. Sin embargo, este efecto no duró en edad adulta - sus hígados compusieron eventual el déficit sintetizando las grasas que sus dietas faltaban, que redujeron importante la capacidad regeneradora de sus corazones.

En el segundo experimento, los investigadores creados genético alteraron los animales en los cuales los investigadores podrían suprimir una enzima, conocidos como cinasa 4 (PDK4) de la deshidrogenasa del piruvato, necesaria para que las mitocondrias de las células del corazón digieran los ácidos grasos. Cuando los investigadores entregaron una droga para apagar la producción PDK4, los cardiomyocytes de los animales cambiaron a la glucosa consumidora en vez de los ácidos grasos, incluso en edad adulta. Después de los investigadores simulados un ataque del corazón, estos animales experimentaron la mejoría en la función del corazón, que fue acompañada por los marcadores en la expresión génica que sugirió que sus cardiomyocytes todavía dividieran activamente.

Sadek observa que estas conclusión proporcionan la prueba del principio que es posible abrir de nuevo la ventana para la regeneración de la célula del corazón manipulando lo que consumen las mitocondrias del cardiomyocyte para la energía.

Eventual puede ser posible desarrollar las drogas que cambian lo que los cardiomyocytes comen para hacerle que divide otra vez, invirtiendo paro cardíaco y representando una vulcanización verdadera.”

Hesham A. Sadek, médico-investigador al sudoeste de UT

Source:
Journal reference:

Cardoso, A.C., et al. (2020) Mitochondrial substrate utilization regulates cardiomyocyte cell-cycle progression. Nature Metabolism. doi.org/10.1038/s42255-020-0169-x.