EUROPA
PRESS
29 mayo
2019
¿Por
qué el estrés y el envejecimiento contribuyen a la muerte súbita?
Investigadores del Instituto de
Investigación Biomédica Fralin en 'Virginia Tech Carilion', en Estados
Unidos, revelaron cómo un mensaje genético para producir tejido cardiaco sano
se altera en el cuerpo durante el estrés y el envejecimiento para contribuir a
la muerte cardiaca súbita. El descubrimiento publicado este martes en 'Cell Reports' se centra en la
comunicación entre las células del corazón y permite desarrollar terapias
dirigidas para ayudar a las personas con riesgo de arritmias y ataques
cardiacos.
Dirigidos por el autor principal James Smyth,
profesor asistente del Centro de Investigaciones de Medicina Reparadora y del
Corazón del Instituto de Investigación Biomédica de Fralin,
los científicos se centraron en cómo las regiones de ARN no traducidas que
pasan por alto el código genético se acortan durante el envejecimiento o en
condiciones estresantes.
El ligero cambio influye en cómo la célula lee un mensaje
genético para producir proteínas y construir estructuras celulares importantes,
incluidos los canales que acoplan eléctricamente las células del corazón para
permitir las contracciones coordinadas y el bombeo eficiente de la sangre
resultante.
"La comprensión típica de la biología solía ser tan
sencilla como 'aquí está el mensaje, hacer una proteína', explica Smyth, también profesor asistente en el Departamento de
Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias. Sabemos que ya no es tan
simple. En realidad, está regulado dinámicamente. Si la célula está estresada,
ese mensaje se leerá de manera diferente".
"Al utilizar medios tradicionales para detectar niveles
de mensaje o niveles de ARN en las células durante el estrés o el
envejecimiento, no vería los cambios que vimos, apunta Smyth.
Nos centramos en cómo esta región no traducida podría cambiarse durante el
estrés y cómo podría influir en cómo la célula lee el mensaje".
Durante el estrés, como las condiciones de privación de
oxígeno que se producen durante la cardiopatía isquémica o el accidente
cerebrovascular, las regiones no traducidas se vuelven más cortas, lo que
cambia la forma en que la célula sintetiza los productos proteicos codificados
y limita la comunicación intercelular en las células del corazón.
Fallos en la
comunicación eléctrica
Los investigadores se centraron en un gen llamado GJA1, que
proporciona instrucciones para producir Connexin 43,
la proteína de la unión de la brecha. Las uniones de brecha acoplan
directamente el contenido de las células adyacentes y son esenciales para la
función normal del corazón, donde permiten la propagación rápida y organizada
de los impulsos eléctricos entre las células que causan las contracciones del
músculo cardíaco.
Los fallos en esta comunicación eléctrica pueden hacer que
las señales en el corazón se desorganicen y provoquen irregularidades que
pueden generar una muerte cardiaca repentina. "Cuanto más identifiquemos
estos mecanismos moleculares, muy fundamentales, más perspicaces nos pondremos
en la terapéutica, señala Smyth. Al manipular esta
biología, estamos descubriendo los factores posteriores que actúan sobre el ADN
o el ARN. Esperemos haber encontrado un ángulo poderoso para desarrollar
terapias, como moléculas pequeñas para tratamientos precisos y seguros".
Los investigadores estudiaron células cardiacas, líneas
celulares de ratón y tejido cardiaco de ratón envejecido donde encontraron
aumentos en la principal proteína codificada por GJA1, que debería traducirse
en condiciones más sanas entre las células cardiacas, pero también observaron
regiones de ARN aumentadas, pero truncadas, no traducidas, que detuvieron la
síntesis de otras proteínas codificadas por GJA1 que modulan la formación de la
unión de brecha.
Los científicos expusieron células cardiacas derivadas de
células madre pluripotentes inducidas por el hombre a
oxígeno reducido, lo que también reveló un aumento en las regiones truncadas,
no traducidas, demostrando que esta es una respuesta común de las regiones no
traducidas de ARN al estrés fisiológico que se conserva en todas las especies.
La respuesta también tiene lugar en una variedad de células.
"Esta actividad ocurre en el cáncer, el corazón y las células del cerebro,
dice Smyth. Cuando vimos eso, sabíamos que era una poderosa
pieza de biología, porque estaba sucediendo en todas partes". El estudio
es el último resultado de más de cuatro años de trabajo realizado por miembros
del laboratorio Smyth y otros en Fralin
Biomedical, un instituto de investigación a nivel
universitario de 'Virginia Tech'.