Siete millones de personas mueren cada día por una enfermedad cardiovascular. Sin embargo, poco se sabe de cómo se forman los tejidos y los vasos coronarios, cómo se mantienen durante la vida adulta y por qué no se recuperan cuando se produce un infarto. La revista 'Nature' publica esta semana tres estudios, uno de ellos dirigido por investigadores españoles, que aportan luz sobre cómo se generan las arterias y cuáles son los principales 'autores' de la reparación del músculo cardiaco en animales que han sufrido un daño en su corazón. Estos hallazgos podrían tener aplicaciones para los humanos.
La biología de los animales y del hombre es muy similar en muchas de las funciones primordiales para la vida. Sin embargo, algunas especies tienen la propiedad de regenerar tejidos cuando éstos han sido amputados o dañados. Así, la salamandra o el pez cebra son capaces de volver a desarrollar una pata o su cola cuando éstos son amputados, algo con lo que el ser humano sólo puede soñar. Muchos científicos tratan de conocer el proceso exacto de curación y el mecanismo por el que estos animales regeneran sus órganos, para poder aplicarlo, o desarrollar terapias que lo imiten en parte, en la biología humana.
De esta manera, el trabajo que dirige Juan Carlos Izpisúa, profesor del Laboratorio de Expresión Genética del Instituto Salk (California, EEUU) y director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB), aporta una novedosa visión de cómo se regenera el corazón del pez cebra.
Hasta ahora se pensaba que en ese proceso de 'recuperación' sólo participaban células madre del corazón. Se creía que, al producirse un infarto, estas células madre se activaban y ponían en marcha un proceso para 'transformarse' en células adultas del músculo cardiaco, cardiomiocitos, las responsables del latido. Sin embargo, gracias a una tecnología desarrollada por el equipo de Izpisúa se ha podido comprobar que no es así y que el proceso es más simple de lo que se pensaba.
En lugar de tener que recurrir a unas células tan primitivas como son las células madre, el organismo del pez cebra se salta ese paso, y, tras un daño en el corazón, son los propios cardiomiocitos los que, mediante una serie de modificaciones en su estructura, dan un poco de marcha atrás (lo que en terminología científica se denominaría desdiferenciación) y se encargan de repoblar el tejido cardiaco. Es como si, al agujerearse una pared de un edificio, en lugar de recurrir a los ingenieros (células madre) para planificar, diseñar y elaborar la reconstrucción, fuesen los propios albañiles los que, multiplicaran sus recursos, y fuesen reparando la pared.
Células 'iluminadas'
A esta conclusión se llegó después de que los investigadores rebanaran literalmente un 20% del corazón de estos peces, modificados genéticamente para que sus cardiomiocitos pudieran verse de color verde bajo el microscopio. La idea era que si intervenían en la reparación las células madre se vería una imagen con células de diferentes colores mientras que si intervenían los cardiomiocitos el principal color de la foto sería el verde. A los 14 días de la amputación cardiaca, se observó un corazón teñido por el color de la esperanza. Además, se comprobó que los cardiomiocitos no sólo se habían concentrado alrededor de la herida sino que se podían observar en sitios lejanos. "Esto sugiere que el corazón responde de una manera generalizada a una lesión", señalan los autores del estudio.
"Durante la regeneración cardiaca del pez cebra encontramos que los cardiomiocitos presentaron cambios en su estructura", explica Chris Jopling, del equipo del CMRB. Esos cambios son similares a los que ocurren al producirse un infarto de miocardio en el corazón de los mamíferos, incluido el humano. Las células cardiacas entran en un estado de hibernación, en las que dejan de contraerse en un intento de sobrevivir.
Como señala Juan Carlos Izpisúa a ELMUNDO.es, "este hecho nos da muchas esperanzas al pensar que la regeneración [de tejidos u órganos] no está tan lejana en los mamíferos. Hemos visto genes implicados en la proliferación celular que, si los bloqueamos, no se produce la regeneración en el corazón del pez cebra. Estamos buscando sobreexpresar esos genes en el ratón para ver si dan lugar al mismo proceso. Sería el segundo paso necesario después de la hibernación, que es similar, como hemos visto ahora, en peces y en mamíferos".
Como explica este investigador, si lograran activar esos genes en otros animales y en humanos se podrían regenerar tejidos <>sin necesidad de recurrir a las células madre embrionarias o a las células de pluripotencialidad inducida (iPS). "Sería un proceso teóricamente mucho más simple".
Kenneth Poss, profesor de biología celular en la Universidad de Duke, confirma los resultados obtenidos por el equipo español. El grupo de Poss publicó hace tres años un estudio en el que se afirmaba que las responsables de la regeneración cardiaca del pez cebra eran las células madre. Sin embargo, ningún otro grupo de investigadores ha podido reproducir sus resultados, y ahora son ellos mismos quienes reconocen que son los cardiomiocitos y no las células madre los que hacen el trabajo de reparación.
Arterias y venas
Por su parte, investigadores de la Universidad de Stanford (EEUU) y del Instituto UCL de Salud Infantil, en Londres (Reino Unido), han desentrañado el origen embrionario de las arterias del corazón de los mamíferos.
Imagen del corazón de un embrión de ratón. (Foto: Kristy Red-Horse)
Durante más de un siglo se había pensado que los vasos coronarios eran unas ramificaciones de la arteria aorta. Las investigaciones en embriología realizadas en los últimos 20 años han ido aportando nuevos datos sobre cómo se forman las venas y las arterias del corazón. Quizás el trabajo más novedoso es el que publica ahora la revista 'Nature', ya que se ha podido observar en corazones de ratones que el origen es común y que son las venas las 'madres' del resto de los vasos.
Las células venosas cuentan con una extraordinaria plasticidad que les permite, mediante una serie de mecanismos internos, convertirse en las arterias y venas que riegan el corazón. "La identificación de las señales endógenas que controlan el desarrollo arterial coronario, especialmente los factores de diferenciación y reprogramación, podría comenzar a explicar la base molecular de este proceso del desarrollo y sugieren una forma más natural para inducir nuevos vasos e injertos artificiales para by pass", concluyen los investigadores.
