Células especiales contribuyen a regenerar el corazón del pez cebra

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peces cebra

El hallazgo podría ser de gran importancia para estimular el proceso de reparación en el corazón humano

Ya se sabe que el pez cebra puede regenerar su corazón de manera flexible después de una lesión. Un grupo de investigación internacional dirigido por la Prof. Nadia Mercader de la Universidad de Berna muestra ahora que ciertas células del músculo cardíaco juegan un papel central en este proceso. Los conocimientos adquiridos podrían usarse para iniciar un proceso de reparación similar en el corazón humano.

En los mamíferos, incluidos los humanos, el músculo cardíaco tiene una capacidad muy limitada para recuperarse después de una lesión. Después de un infarto agudo de miocardio, mueren millones de células musculares cardíacas llamadas cardiomiocitos y son reemplazadas por una cicatriz.

A diferencia de los mamíferos, otros vertebrados pueden recuperarse mucho mejor del daño cardíaco. Este es el caso de algunos peces, incluido el pez cebra, un modelo animal bien establecido en la investigación biomédica que comparte con los humanos la mayoría de sus genes.

regeneración de órganos en el pez cebra

El pez cebra es extremadamente adecuado para el estudio de la regeneración de órganos. Después de una lesión cardíaca, los cardiomiocitos del pez cebra pueden dividirse y la cicatriz se reemplaza por un nuevo músculo cardíaco. El grupo de Nadia Mercader del Instituto de Anatomía de la Universidad de Berna ha estado interesado en comprender los mecanismos celulares de la regeneración cardíaca en los últimos 10 años.

Ahora, los investigadores muestran que no todos los cardiomiocitos en el corazón del pez cebra contribuyen igualmente a regenerar el músculo perdido, pero que hay un subconjunto específico de cardiomiocitos con mayor capacidad regenerativa.

"Células de reparación" se expanden más

Los investigadores se asociaron con la Unidad de Bioinformática de la Facultad de Interfaces de la Universidad de Berna, EMBL (Heidelberg, Alemania), CNIC (Madrid, España) y el Hospital Universitario La Paz (Madrid, España). Utilizando herramientas transgénicas, Marcos Sande-Melón, autor principal del estudio, y sus colegas pudieron identificar un pequeño subconjunto de cardiomiocitos en el corazón del pez cebra, marcado por una expresión del gen sox10 que se expandió más que el resto de las células miocárdicas en respuesta a la lesión.

regeneración de cardiomiocitos en el pez cebra

Estas células diferían del resto del miocardio también en su perfil de expresión génica, lo que sugiere que representaban un subconjunto celular particular. Además, el borrado experimental de esta población de células pequeñas perjudicó la regeneración del corazón.

"Pudimos identificar una población celular específica que es más eficiente que todas las demás células del músculo cardíaco durante la regeneración, y demostramos que es esencial su contribución a la reparación", dice Mercader.

regeneración de un corazón de pez cebra

Imágenes de un corazón de pez cebra no lesionado (a, b) y uno herido en la punta (IA), (c, d,). Los cardiomiocitos derivados de sox10 se muestran en rojo, otras células miocárdicas en verde. El número de células derivadas de sox10 aumenta después de la lesión, y las células se acumulan en los bordes de la lesión. © Marcos Sand-Melón

En una investigación continua, a los autores les gustaría desentrañar el papel de las sox10 en esta población celular: "Queremos averiguar si la ausencia de tal población de células sox10 en mamíferos podría explicar por qué su corazón no se regenera bien", explica Mercader. Si este es el caso, los investigadores creen que este hallazgo podría ser de gran importancia para estimular el proceso de reparación en el corazón humano.

El estudio ha sido publicado en Cell Reports: Adult sox10+ Cardiomyocytes Contribute to Myocardial Regeneration in the Zebrafish

Referencias:

Model systems for regeneration: zebrafish
Wilms Tumor 1b Expression Defines a Pro-regenerative Macrophage Subtype and Is Required for Organ Regeneration in the Zebrafish
Transient fibrosis resolves via fibroblast inactivation in the regenerating zebrafish heart

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