Una red de señalización célula a célula que actúa como un contador del tiempo de desarrollo podría proporcionar el marco para una mejor comprensión acerca de los mecanismos que subyacen a la enfermedad valvular del corazón humano, según dicen los científicos de la Universidad de Oregon.
La investigación, que apareció en la revista Development, examinó un proceso llamado “señalización Wnt / beta-catenina” en ratones durante el desarrollo de las válvulas del corazón. El equipo de UO mostró cómo el proceso, que media la comunicación entre las células, se asegura de que las etapas de desarrollo de la válvula se desarrollan de una manera coordinada.
La comprensión de un desarrollo normal es el primer paso para averiguar lo que va mal en la enfermedad, dijo Kryn Stankunas, profesor en el Departamento de Biología y miembro del Instituto de Biología Molecular, que dirigió la investigación.
“Los defectos congénitos de las válvulas del corazón son muy comunes y pueden tener considerables efectos negativos sobre la salud humana, pero sus causas aun no se llegan a comprender” dijo. “
Hasta un 5% de la población humana nace con válvulas cardíacas anormales. Con frecuencia, los defectos en las válvulas se heredan dentro de las familias, pero, dado que el desarrollo de la válvula es un proceso de múltiples etapas que implica varios tipos de células, los investigadores han tenido dificultades para determinar exactamente cuándo y dónde los genes de formación de válvulas trabajan de forma normal durante el desarrollo embrionario.
Los investigadores del laboratorio Stankunas crearon una nueva línea de ratones genéticamente modificados que les permitieron manipular cuidadosamente la actividad de la vía Wnt / beta-catenina durante la embriogénesis.
“Esta vía de señalización tiene tantas funciones de desarrollo que si la inhibimos de manera global, podríamos ver defectos secundarios que en realmente no son debidos a su rol en las válvulas“, dijo Fernanda Bosada, autora principal del artículo y estudiante de doctorado en biología en el laboratorio Stankunas. “Nuestro método transgénico nos proporciona un control preciso de este proceso de señalización en particular“.
A pesar de que se ha sospechado que esta vía de señalización desempeña un papel clave en la formación de las válvulas del corazón, la nueva investigación revela algunas más contribuciones.
Por ejemplo, el estudio refuta el modelo aceptado de que la vía induce directamente un proceso conocido como transformación endocardio-mesénquima que genera las primeras células que pueblan las válvulas del corazón. El equipo demostró que en lugar de jugar un papel instructivo directo, la vía permite transiciones entre las diversas etapas de desarrollo de la válvula.
La investigación, dijo Stankunas, subraya la importancia del “timing” durante el desarrollo de la válvula. En la primera etapa de la formación de las válvulas, la señalización de Wnt / beta-catenina está programada para activarse automáticamente y ayudar al crecimiento celular. Cuando se acumulan suficientes células, la vía de señalización se apaga automáticamente y las válvulas paran de crecer. Por tanto, el control del tamaño de la válvula es un sistema autorregulado.
Además de pensar que la posibilidad de que las interrupciones en la señalización celular que afectan a las transiciones del desarrollo puedan explicar los defectos congénitos de la válvula, los investigadores especulan que la señalización de Wnt / beta-catenina podría desempeñar un papel similar en otros órganos en desarrollo y estados de enfermedades.
El estudio podría aportar mucho a la investigación traslacional en varias áreas, dijo Stankunas. Por un lado, podría apuntar a un mejor diagnóstico de los defectos congénitos de las válvulas. En segundo lugar, se podría aplicar el conocimiento acerca de cómo la naturaleza controla el crecimiento de las células de la válvula, para generar tejidos de reemplazo de válvula cardiaca para uso terapéutico en seres humanos.
“Esa es una meta a largo plazo“, dijo. “Primero tenemos inspirarnos aprendiendo cómo la naturaleza forma normalmente una válvula para diseñar racionalmente estos enfoques de medicina regenerativa“.
..Susana Calvo
