La proteína del pez cebra desbloquea genes latentes para la reparación del corazón
Los investigadores del grupo Bakkers del Instituto Hubrecht (Países Bajos) han logrado reparar corazones dañados de ratones utilizando una proteína de pez cebra. Así, descubrieron que la proteína Hmga1 desempeña un papel clave en la regeneración cardíaca de los peces cebra.
En los ratones, esta proteína fue capaz de restaurar el corazón activando genes reparadores latentes sin causar efectos secundarios, como el agrandamiento del corazón. Este estudio marca un paso importante hacia las terapias regenerativas para prevenir la insuficiencia cardíaca. Los hallazgos se publican en 'Nature Cardiovascular Research'.
Tras un infarto, el corazón humano pierde millones de células musculares que no pueden regenerarse. Esto suele provocar una insuficiencia cardíaca, en la que el corazón tiene dificultades para bombear sangre de forma eficaz. A diferencia de los humanos, los peces cebra generan nuevas células musculares cardíacas: tienen capacidad regenerativa. Cuando el corazón de un pez cebra sufre daños, puede recuperar por completo su función en 60 días. "No entendemos por qué algunas especies pueden regenerar su corazón después de una lesión mientras que otras no", explica Jeroen Bakkers, el líder del estudio. "Estudiando a los peces cebra y comparándolos con otras especies, podemos descubrir los mecanismos de regeneración cardíaca. Esto podría conducir a terapias para prevenir la insuficiencia cardíaca en humanos".
De esta forma, el equipo de investigación identificó una proteína que permite la reparación del corazón en el pez cebra. "Comparamos el corazón del pez cebra con el del ratón, que, al igual que el corazón humano, no puede regenerarse", explica Dennis de Bakker, primer autor del estudio. "Observamos la actividad de los genes en las partes dañadas y sanas del corazón", detalla. "Nuestros hallazgos revelaron que el gen de la proteína Hmga1 está activo durante la regeneración cardíaca en el pez cebra, pero no en los ratones. Esto nos mostró que la Hmga1 desempeña un papel clave en la reparación cardíaca". Normalmente, la proteína Hmga1 es importante durante el desarrollo embrionario, cuando las células necesitan crecer mucho. Sin embargo, en las células adultas, el gen de esta proteína está desactivado.
Los investigadores estudiaron el funcionamiento de la proteína Hmga1. "Descubrimos que Hmga1 elimina los obstáculos moleculares de la cromatina", explica Mara Bouwman, coautora principal. La cromatina es la estructura que empaqueta el ADN. Cuando está muy compacta, los genes están inactivos. Cuando se descomprime, los genes pueden volver a activarse. "Hmga1 abre el camino, por así decirlo, permitiendo que los genes latentes vuelvan a funcionar", añade.
Para comprobar si la proteína funciona de forma similar en los mamíferos, los investigadores la aplicaron localmente en corazones dañados de ratones. "Los resultados fueron sorprendentes: la proteína Hmga1 estimuló la división y el crecimiento de las células del músculo cardíaco, mejorando significativamente la función cardíaca", afirma Bakkers. Sorprendentemente, la división celular se produjo solo en la zona dañada, precisamente donde era necesaria la reparación. "No hubo efectos adversos, como un crecimiento excesivo o un agrandamiento del corazón. Tampoco vimos ninguna división celular en el tejido cardíaco sano", subraya Bouwman. "Esto sugiere que el daño en sí mismo envía una señal para activar el proceso".
El equipo comparó la actividad del gen Hmga1 en peces cebra, ratones y humanos. En los corazones humanos, al igual que en los ratones adultos, la proteína Hmga1 no se produce después de un ataque cardíaco. Sin embargo, el gen de Hmga1 está presente en los humanos y está activo durante el desarrollo embrionario. "Esto proporciona una base para terapias genéticas que podrían liberar el potencial regenerativo del corazón en humanos", agrega Bakkers.
Estos hallazgos abren la puerta a terapias regenerativas seguras y específicas, pero aún queda mucho trabajo por hacer. "Necesitamos perfeccionar y probar más la terapia antes de poder llevarla a la clínica", finaliza Bakkers. "El siguiente paso es probar si la proteína también funciona en células musculares cardíacas humanas en cultivo. Estamos colaborando con UMC Utrecht para esto, y en 2025, el programa Summit (DRIVE-RM) comenzará a explorar más a fondo la regeneración cardíaca".