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Demostraciones del estudio cómo las células del tejido de la cicatriz en el corazón herido se pueden convertir a las células musculares de músculo cardíaco

Se estima que durante un ataque del corazón, un mil millones células en el corazón están perdidas. Como consecuencia del ataque del corazón, el tejido perdido es reemplazado por el tejido de la cicatriz, que puede llevar al paro cardíaco, a la arritmia y a la muerte. En un nuevo estudio, los investigadores de la universidad de Tsukuba han mostrado cómo las células en el tejido de la cicatriz se pueden convertir a las células musculares de músculo cardíaco, efectivo regenerando el corazón herido.

El corazón herido de seres humanos y de roedores no tiene igualmente la capacidad de regenerar después de daño. Por lo tanto, la única manera para que el corazón cure la herida es construir un tejido de la cicatriz en el área herida. Una prolongada meta en el campo ha sido encontrar una manera de reprogramar los fibroblastos, las células que producen el tejido conectivo en una cicatriz, a los cardiomyocytes, las células musculares de músculo cardíaco de trabajo.

Al hacerlo, las células musculares de músculo cardíaco perdidas se podrían reemplazar, efectivo evitando que el corazón entre paro cardíaco, una debilidad de músculo cardíaco que puede llevar a la muerte.

Los estudios anteriores han mostrado que los cardiomyocytes aparecen ser formados directamente inyectando un virus inofensivo que lleva un equipo de factores cardiacos de la transcripción, las proteínas que impulsan la expresión de los genes que las células musculares de músculo cardíaco necesitan para su revelado y funcionan, en el corazón de roedores después de un ataque del corazón. Sin embargo, el origen y la significación funcional de estas células musculares de músculo cardíaco recién formado no se ha determinado inequívoco todavía.

La reprogramación cardiaca directa lleva a cabo el gran potencial para la regeneración cardiaca y el tratamiento del infarto del miocardio. Sin embargo, cuando se introducen los factores de la transcripción, los cardiomyocytes evidentes pueden ser formados convirtiendo fibroblastos a los nuevos cardiomyocytes o fundiendo fibroblastos con los cardiomyocytes existentes. La diferencia es que solamente el proceso anterior, que llamamos “reprogramación directa”, contribuye importante a la regeneración. En este estudio, nuestra meta era determinar cómo se forman los nuevos cardiomyocytes cuando los factores cardiacos de la transcripción se introducen después del infarto del miocardio.”

Masaki Ieda, autor importante y profesor, universidad del estudio de Tsukuba

Para lograr su meta, los investigadores primero generaron los ratones en los cuales todas las células emitieron fluorescencia roja. Sin embargo, los ratones fueron modificados de una manera que los fibroblastos emitieron fluorescencia verde después del tratamiento con el tamoxifen de la droga. Como consecuencia, al observar el corazón después del tratamiento con tamoxifen, las células que emitieron rojas y la fluorescencia verde indicaron que había suceso la fusión de célula entre los fibroblastos y los cardiomyocytes.

Inversamente, la presencia de fluorescencia verde indicó que había ocurrido la reprogramación directa de fibroblastos a los cardiomyocytes.

Equipado de las herramientas para abordar su pregunta de la investigación, los investigadores utilizaron un modelo del ratón del ataque del corazón y trataron los ratones con tamoxifen. Mientras que no había reprogramación directa en un grupo de mando, los investigadores encontraron 1-1.5% de células directamente reprogramadas cuando un virus que llevaba factores cardiacos de la transcripción fue inyectado en los ratones.

Ambos grupos exhibieron la fusión de célula mínima. Estos resultados sugieren que la ruta principal de generar las nuevas células musculares de músculo cardíaco con este método esté vía la reprogramación de fibroblastos directamente a los cardiomyocytes.

“Éstos son los resultados llamativos que muestran que los fibroblastos pueden ser reprogramados directamente a los cardiomyocytes. Nuestras conclusión demuestran el potencial emocionante de la reprogramación directa como estrategia para la regeneración cardiaca después del infarto del miocardio,” dice a profesor Ieda.

Source:
Journal reference:

Isomi, M., et al. (2021) Overexpression of Gata4, Mef2c, and Tbx5 Generates Induced Cardiomyocytes Via Direct Reprogramming and Rare Fusion in the Heart. Circulation. doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.120.052799