30 de julio de 2019

Células que cambian de identidad protegen contra la rotura de las arterias en pacientes con aterosclerosis

Células que cambian de identidad protegen contra la rotura de las arterias en pacientes con aterosclerosis
Arterias, sangrePIXABAY - ARCHIVO

MADRID, 30 Jul. (EUROPA PRESS) -

Un estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford (Estados Unidos) ha descubierto que un grupo selecto de células de las paredes de las arterias cambian de 'identidad' para protegerlas contra la rotura en la aterosclerosis, debida a la obstrucción por acumulación de grasas, colesterol y partículas moleculares en su interior.

"Sabemos que cosas como una mala alimentación y la falta de ejercicio contribuyen a la aterosclerosis
--explica Thomas Quertermous, profesor de Medicina Cardiovascular en Stanford--. Pero en términos moleculares, los investigadores aún no saben cómo progresa la enfermedad o, por el contrario, se ve obstaculizada". A su juicio, este nuevo trabajo da un gran paso para contestar esa pregunta.

La placa crece dentro de las capas de tejido que forman la arteria, a diferencia del interior del propio tubo, lo que hace que el conducto se estreche. Demasiada placa desgarra el tejido, lo que permite que la suciedad acumulada inunde el interior del tubo. Eso conduce a un coágulo, que puede causar un bloqueo de la arteria y, a menudo, un ataque al corazón.

En las personas con aterosclerosis, las células que forman la pared de la arteria se transforman e invaden el área que contiene la placa o lesión, y forman algo que se llama un capuchón fibroso, que actúa como una tapa para evitar que la placa penetre en la arteria.

Ahora, Quertermous y sus colegas han descubierto la identidad de estas células transformadas, brindando información clave sobre algo que se llama estabilidad de placa, lo que determina la probabilidad de que estalle una placa. Cuanto más robusta es la cubierta fibrosa, más estable es la placa y menos probable es que se rompa.

El equipo también ha identificado un gen que parece estar detrás de la transformación de las células. Además, cuando observaron los datos genómicos de la población, vieron que las personas que tenían más actividad en este gen en particular tenían un riesgo menor de ataque cardíaco.

"Lógicamente, tiene sentido: cuantas más células ayuden a formar la cubierta fibrosa, más fuerte será la protección contra la ruptura de la placa y, por lo tanto, menor será el riesgo de un ataque cardíaco", explica Quertermous, profesor de Medicina Cardiovascular, en un artículo que publica la revista 'Nature Medicine'.

En condiciones saludables, las células musculares lisas que forman la pared de las arterias controlan la dilatación del vaso, expandiéndose y contrayéndose para regular el flujo sanguíneo y la presión arterial. Pero cuando la placa en la arteria comienza a acumularse, las células musculares lisas comienzan a cambiar.

Las células realmente se mueven hacia la lesión de la placa, explica Robert Wirka, instructor de Medicina Cardiovascular. Los genes que hacen que las células musculares lisas comiencen a apagarse y, en su lugar, los nuevos genes se activan.

Luego, como Clark Kent en Superman, las células musculares lisas abandonan su identidad cotidiana para obtener una versión heroica de sí mismas: el fibromiocito, similar a un fibroblasto, un tipo de célula conocido por su papel en la producción de colágeno y tejido conectivo.

Los fibromiocitos forman una cubierta protectora sobre el colesterol, la grasa y los desechos moleculares que componen la placa arterial. "Es como una costra en una herida, solo que en este caso la costra también mantiene la placa estable", añade Quertermous.

Los investigadores sabían que las células musculares lisas se reinventan durante la aterosclerosis, pero no estaba claro exactamente cuál era su nueva identidad. Los científicos pensaban que estas células podrían tener un papel beneficioso, pero también sospechaban que podrían transformarse en células inmunes disfuncionales que promueven la inflamación y empeoran la enfermedad.

Para descubrir las intenciones de las células musculares lisas, utilizaron una técnica experimental en ratones llamada rastreo de linaje, que les permitió rastrear el paradero de células específicas y células derivadas de esas células.

Etiquetaron las células del músculo liso arterial en los ratones con una sustancia química especial que hace que las células se vuelvan rojas con un microscopio. Luego, tras inducir una versión de aterosclerosis en un ratón, revisaron las arterias en busca de signos de movimiento de las células del músculo liso. Observaron que algunas marcadas en rojo se habían movido hacia la placa desde sus hogares originales en la arteria.

Posteriormente perfilaron todas las células de la arteria, analizaron la colección de células (inmunes, músculo liso, fibromocitos) y realizaron análisis de expresión de genes para ver qué genes estaban "activados" en cada célula individual. De acuerdo con el análisis de la expresión génica, las células musculares lisas marcadas en rojo que migraron a la placa lucían una nueva apariencia.

"Estas células mostraron una especie de intercambio: los patrones de actividad génica que rastreaban las células musculares lisas disminuyeron y la actividad de los genes que dan lugar a fibromocitos se incrementó --detalla Quertermous--. Los datos nos permitieron caracterizar estas células particulares en la placa como células musculares lisas que se han convertido en fibromiocitos".

Sorprendentemente, no encontraron pruebas de que las células musculares lisas se transformaran en células inmunes desestabilizadoras de placa, lo que resolvió una pregunta de larga data en esta cuestión.

A continuación, utilizaron un modelo por ordenador para vincular la biología del ratón con los humanos. Tomaron muestras de tejido de pacientes humanos con aterosclerosis que habían recibido trasplantes de corazón. Los científicos analizaron células de las arterias humanas con el mismo método de expresión génica de una sola célula utilizado en el tejido del ratón.

Con datos de tejido aterosclerótico humano y de ratón, el modelo informático identificó con precisión los tipos de células, independientemente de las especies. Es importante destacar que los investigadores encontraron el mismo fenómeno que ocurre en las arterias humanas: las células del músculo liso también se estaban transformando en fibromiocitos durante la enfermedad humana.

Quertermous y Wirka fueron incluso un paso más allá, identificando el gen que parece impulsar la transición de las células musculares lisas a los fibromocitos durante la aterosclerosis. En un trabajo anterior de Quertermous, identificó un gen en particular, TCF21, que estaba asociado con el riesgo de una persona de padecer una enfermedad arterial coronaria.

"Desde el principio, mi teoría es que el TCF21 se reactiva en la pared del vaso y es un contribuyente clave para esta transición de tipo celular", señala Quertermous.

Así que probó esa teoría en un modelo de aterosclerosis en ratones, deshabilitando el gen TCF21 para ver si exacerbaba la enfermedad y vieron que los ratones sin TCF21 formaban menos fibromiocitos en general, menos células de fibromiocito en la placa y un capuchón fibroso menos resistente.

Concluyeron entonces que TCF21 probablemente podría guiarlos hacia una nueva terapia para la enfermedad arterial coronaria. Pero antes de tomar medidas en esa dirección, aún hay más que entender acerca de TCF21 y cómo media esta transformación a nivel molecular, precisan.

"Ahora tenemos una buena evidencia de que la capacidad de las células musculares lisas de sufrir esta transformación a fibromiocitos es importante para proteger contra la enfermedad coronaria clínicamente significativa, pero es probable que el momento y el alcance de esta transformación también sean importantes", concluye Wirka.

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