¿Proteína de pez capaz de reparar corazones humanos dañados?

Tras un infarto, el corazón humano pierde millones de células musculares que no pueden volver a crecer. Esto suele provocar una insuficiencia cardíaca, en la que el corazón se esfuerza en vano por bombear la sangre con la eficacia adecuada. A diferencia del ser humano, el pez cebra adulto produce nuevas células musculares cardíacas: tiene capacidad regenerativa. Cuando un corazón de pez cebra resulta dañado, puede recuperar totalmente su función en 60 días.

¿Por qué algunas especies pueden regenerar su corazón tras una lesión y otras no?

Esta es la pregunta cuya respuesta ha sido parcialmente encontrada por un equipo integrado, entre otros, por Mara Bouwman y Jeroen Bakkers, del Instituto Hubrecht en los Países Bajos, y Dennis de Bakker, del Instituto Fritz Lipmann en Alemania.

Estudiar el pez cebra y compararlo con otras especies es una buena vía para averiguar detalles de los mecanismos de la regeneración cardiaca. En el futuro, estos nuevos conocimientos probablemente conducirán a nuevas terapias para prevenir la insuficiencia cardiaca en humanos.

Concretamente, lo que ha conseguido el equipo de investigación es identificar una proteína que permite reparar el corazón en el pez cebra. Los autores del estudio compararon el corazón del pez cebra con el del ratón, que, como el humano, no puede regenerarse.

Observaron la actividad de los genes en las partes dañadas y sanas de cada corazón, descubriendo que el gen de la proteína Hmga1 está activo durante la regeneración del corazón en el pez cebra, pero no en el corazón de ratón. Esto condujo al equipo a descubrir que la proteína Hmga1 desempeña un papel clave en la reparación del corazón. Normalmente, en humanos y ratones, la proteína Hmga1 actúa solo durante el desarrollo embrionario, cuando las células necesitan crecer mucho; pero en las células adultas, el gen de esta proteína se desactiva.

Los investigadores estudiaron el funcionamiento de la proteína Hmga1. Descubrieron que la Hmga1 elimina los “obstáculos en la carretera” en la cromatina. La cromatina es la estructura que empaqueta el ADN. Cuando está comprimida, los genes están inactivos. Cuando se descomprime, su contenido se desempaqueta y los genes pueden volver a activarse. Hmga1 despeja la carretera, por así decirlo, permitiendo que genes inactivos vuelvan a ponerse en marcha.

Para comprobar si la proteína funciona de forma similar en mamíferos, los investigadores la aplicaron localmente a corazones de ratón dañados. Los resultados fueron notables: la proteína Hmga1 estimuló la división y el crecimiento de las células musculares cardiacas, lo que mejoró notablemente la función cardiaca. Sorprendentemente, la división celular solo se produjo en la zona dañada, precisamente donde era necesaria la reparación. No se produjeron efectos adversos, como un crecimiento excesivo o un agrandamiento del corazón.

Recreación artística de la regeneración cardiaca: Hmga1 (representada en verde) fluye simbólicamente desde el borde de un corazón de pez cebra (izquierda) hasta el borde de una zona dañada del corazón de un ratón (derecha). El color rojo identifica las células musculares del corazón. (Imagen: Dennis de Bakker / Ward Groutars)

A continuación, el equipo comparó la actividad del gen Hmga1 en peces cebra, ratones y seres humanos. En los corazones humanos, al igual que en los de ratones adultos, no hay producción de la proteína Hmga1 tras un infarto. Sin embargo, el gen Hmga1 está presente en humanos y se halla activo durante el desarrollo embrionario. Esto proporciona una base para terapias génicas que podrían movilizar el potencial regenerativo del corazón en humanos.

El estudio se titula “Cross-Species Comparison Reveals Hmga1 Reduces H3K27me3 Levels to Promote Cardiomyocyte Proliferation and Cardiac Regeneration”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Cardiovascular Research. (Fuente: NCYT de Amazings)