Capacitatea redusă a inimii de a se regenera după un infarct sau alte boli cardiovasculare reprezintă una dintre principalele provocări ale medicinei. O nouă tehnologie permite acum studierea fiecărei celule musculare cardiace în parte şi arată că unele dintre acestea pot dobândi caracteristici asociate regenerării, deschizând noi direcţii pentru cercetare în dezvoltarea terapiilor regenerative.
Echipe de cercetare de la Centrul Naţional de Cercetări Cardiovasculare Carlos III (Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III – CNIC) din Spania au dezvoltat o tehnologie inovatoare care permite caracterizarea proteomului cardiomiocitelor individuale, celulele responsabile de contracţia inimii.
Studiul, publicat în revista Genome Biology, arată că factorul de transcripţie Myc, utilizat în strategiile de regenerare, modifică expresia proteinelor în mod diferit de la o celulă la alta, generând o subpopulaţie de cardiomiocite cu potenţial de regenerare.
Potrivit autorilor studiului, rezultatele oferă informaţii importante despre modul în care acţionează Myc la nivelul fiecărei cardiomiocite şi deschid noi posibilităţi pentru dezvoltarea viitoarelor terapii regenerative.
Toate organele şi ţesuturile organismului sunt alcătuite din tipuri diferite de celule, fiecare având funcţii specializate. În inimă, cardiomiocitele coexistă cu fibroblaste, cu celulele care căptuşesc vasele de sânge şi cu diverse celule ale sistemului imunitar.
Cercetările din ultimii ani au arătat că nici măcar celulele aparţinând aceluiaşi tip nu sunt identice. Unele prezintă caracteristici şi funcţii diferite, formând subpopulaţii specializate care contribuie la funcţionarea ţesuturilor şi la apariţia bolilor.
Studierea acestei diversităţi celulare a schimbat în ultimii ani cercetarea biomedicală, oferind noi informaţii în domenii precum cancerul, bolile neurodegenerative şi afecţiunile cardiovasculare.
Cu toate acestea, analiza sistematică a proteinelor din celulele individuale rămâne o provocare tehnologică majoră, limitând înţelegerea modului în care funcţionează ţesuturile sănătoase şi cele afectate de boală.
În noul studiu, cercetătorii de la CNIC, în colaborare cu Institutul Karolinska din Suedia, au dezvoltat o tehnologie care permite caracterizarea proteomului fiecărei cardiomiocite izolate din inimă. Proteomul reprezintă totalitatea proteinelor exprimate de o celulă.
“Această metodă a fost dezvoltată prin combinarea unor protocoale optimizate de izolare a celulelor, a unor tehnici moderne de spectrometrie de masă şi a unor noi algoritmi bioinformatici şi statistici”, a explicat medicul Jesús Vázquez, unul dintre coordonatorii cercetării, citat într-un comunicat.
Inima mamiferelor adulte are o capacitate redusă de regenerare şi nu poate înlocui eficient celulele deteriorate în urma unui eveniment cardiovascular sau a unei boli.
Studii anterioare realizate de echipa spaniolă au arătat că exprimarea factorului de transcripţie Myc în inima adultă favorizează recuperarea după infarctul miocardic. Potrivit cercetătorilor, aceste rezultate au indicat faptul că Myc are un potenţial important pentru dezvoltarea terapiilor regenerative, însă mecanismul său de acţiune şi efectele asupra cardiomiocitelor, în special la nivelul fiecărei celule în parte, nu erau cunoscute.
În studiul actual, cercetătorii au aplicat noua metodă de proteomică la nivel de celulă unică pentru a analiza efectele exprimării Myc în cardiomiocitele adulte.
Rezultatele au arătat că exprimarea Myc modifică în mod diferit nivelurile enzimelor implicate în metabolism în fiecare celulă analizată. Aceste modificări generează stări distincte de imaturitate celulară şi duc la apariţia unei subpopulaţii de cardiomiocite cu potenţial de regenerare, a explicat primul autor al studiului, Consuelo Marín-Vicente.
