¿Es posible regenerar el corazón después de un infarto?
¿Qué ocurre en un ataque al corazón?
Un ataque al corazón ocurre cuando hay un bloqueo súbito en una arteria que abastece de sangre a un área del corazón. La falta de abastecimiento de sangre al corazón genera el infarto cardiaco o “ataque al corazón”. Al no llegar la sangre a este tejido, las células cardiacas, principalmente los cardiomiocitos (responsables de las contracciones del corazón) comienzan a morir y se genera un tejido fibroso tipo “cicatriz” que imposibilita que el corazón funcione correctamente. Los avances en cirugía han logrado salvar a los pacientes cuando llegan a hospitalización, sin embargo, luego de la cirugía hay un 50% de mortalidad dentro de 5 años [1,2].
Tomada de Daniel's blog, 2018 [6].
¿Cómo se podría regenerar el corazón luego de un infarto?
Uno de los retos es incrementar el número de cardiomiocitos dentro del miocardio (musculo del corazón) dañado, para así mejorar la función del corazón. No es una tarea simple, porque a diferencia de algunos otros órganos, el número de células del corazón es fijo y una vez que el corazón esta totalmente formado no hay regeneración en caso de daño [2].
Varias investigaciones en ratones han logrado obtener cardiomiocitos a partir de células madre y luego introducirlos, sin embargo, no todas las células introducidas logran ser parte del tejido [3].
¿Cómo podrían los microARNs ayudar en la regeneración del corazón?
En un artículo previo se habló sobre los microARNs. Los microARNs son pequeños ARNs no codificantes (no dan lugar a proteína) de aproximadamente 19–22 nucleótidos. Estas pequeñas moléculas son capaces de hacer que un gen no llegue a dar lugar a una proteína. Por ejemplo, si hay una proteína que detiene la división celular (proliferación celular) y un microARN apaga el gen que la origina, entonces la célula puede proliferar con normalidad.
El grupo de Edward Morrisey de la Universidad de Pensilvania en USA identificó un conjunto de microARNs, denominados “clúster microARN-302/367” (Los números se refieren al orden en que fueron descubiertos) importantes en la proliferación de cardiomiocitos [4]. Otros microARNs por descubrir podrían tener un papel similar [5].
De este grupo de microARNs, el microARN-302b y microARN-302c apagan los genes Lats2, Mob1 y Mst1 y por lo tanto no van a impedir que los cardiomiocitos proliferen (Figura 01).
Recientemente el grupo de Jason Burdick publicó una investigación en la revista Nature Biomedical engineering en donde introduce directamente en el corazón de ratones que han sufrido infarto estos dos microARNs. Estos son inyectados en el lapso de una semana después del infarto con la ayuda de un hidrogel (compuesto de ácido hialurónico) que facilita su liberación en la zona infartada (Figura 01). Adicionalmente, a estos microARNs se les agregó una molécula de colesterol para que puedan pasar al interior de los cardiomiocitos con facilidad [3,7].
Figura 01. Aumento de proliferación y regeneración después de la introducción del hidrogel que contiene el microARN302b y microARN302c [8].
¿Por qué no hacer que estén para siempre estos microARNs?
Los cardiomiocitos solo se dividen y pueden regenerar el corazón solo días después del nacimiento, luego nunca más lo vuelven hacer. Estudios previos han mostrado que si los cardiomiocitos se modifican para que tengan siempre estos microARNs generarían problemas cardiacos (cardiomiopatías y crecimiento exagerado del corazón) que empeorarían y pondrían en riesgo la vida de los pacientes. Es por eso que el introducirlos en un periodo de tiempo breve es una estrategia con potencial terapéutico seguro [2,4].
¿Qué pasaría con el tejido fibroso?
El tejido fibroso imposibilita drásticamente la función del corazón y es un tejido difícil de remover [9], sin embargo, al inducir el crecimiento de los cardiomiocitos ocurre también la regeneración de su alrededor en un proceso denominado “remodelamiento de la matriz extracelular” [2,4,5]. En la matriz extracelular están los componentes que le dan la elasticidad al tejido como el colágeno y otros tipos de microfibras [10].
Conclusión: Este estudio pionero abre un camino en una nueva forma de introducir moléculas con capacidad de regenerar directamente, no solamente el corazón, sino que se puede aplicar para otros tipos de tejidos. Adicionalmente, este método supera ciertas estrategias previas, debido a que la liberación directa y temporal al corazón evita efectos secundarios.
Referencias
**Lectura recomendada
Mozaffarian D, Benjamin EJ, Go AS, et al. Heart disease and stroke statistics--2015 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 2015;131(4):e29-322.
**Wang LL, Liu Y, Morrisey EE, Burdick JA, et al. Sustained miRNA delivery from an injectable hydrogel promotes cardiomyocyte proliferation and functional regeneration after ischaemic injury. Nature Biomedical Engineering. 2017.
Lalit PA, Hei DJ, Raval AN, Kamp TJ. Induced pluripotent stem cells for post-myocardial infarction repair: remarkable opportunities and challenges. Circulation Research. 2014;114(8):1328-45.
**Tian Y, Liu Y, Wang T, Morrisey EE, et al. A microRNA-Hippo pathway that promotes cardiomyocyte proliferation and cardiac regeneration in mice. Sci Transl Med. 2015;7(279):279ra38.
Eulalio A, Mano M, Dal Ferro M, Zentilin L, Sinagra G, Zacchigna S, Giacca M. Functional screening identifies miRNAs inducing cardiac regeneration. Nature. 2012 Dec 20;492(7429):376-81.
Four Major Red Flags of Heart Attack. Daniel's blog. http://health-tips.ca/4-major-red-flags-of-heart-attack. **Tomado el 19 de Enero del 2018.
Mitzelfelt KA, Murry CE. Sustained miRNA release regenerates the heart. Nature Biomedical Engineering. 2017.
Tume LF, Ortiz CA, Gonzales EZ, Aquino R, Acevedo-Espinola CR, Galarza MA. The role of microRNAs in Stem Cell Fate: Implications in tissue repair and regeneration. In prep.
Talman V, Ruskoaho H. Cardiac fibrosis in myocardial infarction-from repair and remodeling to regeneration. Cell Tissue Res. 2016;365(3):563-81.
**Tang G, Su T, Cheng K, et al. Targeted repair of heart injury by stem cells fused with platelet nanovesicles. Nature Biomedical Engineering. 2018