La ventana de regeneración cardíaca, más estrecha de lo que se pensaba

La modificación farmacológica del microentorno celular amplía la capacidad regenerativa del corazón neonatal del ratón, que es menor de lo que se pensaba, como revela un estudio que evalúa al animal desde las 24 horas hasta los nueve días de vida.

Redacción | 02/05/2018 20:00

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Imagen de la matriz extracelular de un corazón con capacidad de regenerar. En este caso, se usó el corazón de un pez, que permite una mejor visualización. (CMRB)

Un nuevo estudio en ratones recién nacidos desarrollado por el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB) en colaboración con el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y la Universidad de Barcelona (UB), ha determinado que la capacidad que tiene el corazón para regenerarse está relacionada con la rigidez del entorno celular, y no solo con la capacidad proliferativa de las células cardíacas, acotando la ventana de regeneración a 48 horas tras el nacimiento. El trabajo de investigación, que se publica en Science Advances, abre la puerta al desarrollo de terapias basadas en la modificación farmacológica de la matriz extracelular para fomentar la regeneración del tejido tras un infarto de miocardio.

"Ahora empezamos a entender que la matriz extracelular desempeña un papel importante en el comportamiento de las células madre y sus aplicaciones terapéuticas en medicina regenerativa", comentan los autores del estudio. "Los eventos intracelulares regulados por genes y proteínas siempre se habían considerado el principal objeto de estudio hasta ahora; sin embargo, nos falta una visión más amplia que englobe a todos los protagonistas de la regeneración del tejido cardíaco".

48 horas para regenerar

Hasta ahora, la capacidad de regeneración de las células del corazón, los cardiomiocitos, se había asociado a su capacidad de proliferar. Estudios anteriores habían descubierto que los ratones recién nacidos son capaces de regenerar su corazón tras una herida, mientras que pierden esta capacidad cuando cumplen una semana de vida. Por este motivo, se pensaba que la capacidad de regeneración se debía a que células cardíacas aún estaban en fase de desarrollo.

Por primera vez, los investigadores del CMRB han evaluado experimentalmente la capacidad de regeneración del ratón ante una amputación de tejido cardíaco desde las 24 horas hasta los nueve días tras el nacimiento. "Si la capacidad regenerativa del corazón neonatal dependiera de la capacidad de proliferación de las células cardíacas, habríamos visto regeneración varios días tras el nacimiento, como se había propuesto, pero no es así", explica Mario Notari, primer autor del artículo. "En cambio, hemos acotado experimentalmente esta ventana de regeneración a dos días, demostrando que pasadas 48 horas el corazón pierde la capacidad de regenerarse, aunque siga en desarrollo. Así pues, hemos desvinculado los fenómenos de regeneración y proliferación celular de los cardiomiocitos en ratones neonatos".

La rigidez del entorno, factor limitante

Gracias a la colaboración con el grupo de investigación IBEC-UB de Daniel Navajas, también como el grupo del CMRB vinculado al Centro de Investigación Biomédica en Red (Ciber), los investigadores realizaron el análisis transcriptómico y mecánico del corazón a las 24 y 48 horas de nacer. La principal diferencia observada fue un incremento significativo de la rigidez de matriz extracelular, que rodea a los cardiomiocitos, a los dos días de nacer.

Tras administrar a los ratones un fármaco que disminuye dicha rigidez, el equipo de investigación consiguió extender la capacidad de regeneración del corazón hasta tres días después del nacimiento. "Nuestros resultados sugieren que la composición y rigidez de la matriz extracelular son un mecanismo limitante en relación a la capacidad regenerativa del corazón en mamíferos, por lo que resulta muy interesante su estudio", apunta Notari.

"Conocer la ventana temporal de regeneración del corazón en ratones recién nacidos de forma tan detallada facilitará el desarrollo de nuevos estudios que permitan analizar en profundidad los mecanismos responsables", añade Ángel Raya, profesor de Investigación Icrea y director del CMRB, último autor del trabajo. "En cualquier caso, estos hallazgos abren una puerta esperanzadora de cara al desarrollo de nuevas terapias para enfermedades cardiovasculares basadas en medicina regenerativa". A largo plazo, la disminución de la rigidez del microentorno celular podría convertirse en una forma de tratar patologías cardiovasculares.