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03/06/2019

Las células con dos núcleos podrían ser clave en la regeneración del corazón

Las células con dos núcleos podrían ser clave en la regeneración del corazón
 

Un equipo investigador liderado por el IBEC, en colaboración con el CMR [B], descubre un mecanismo que genera células de dos núcleos

Este mecanismo se ha identificado durante la regeneración del corazón del pez cebra, y podría estar asociado al extraordinario poder regenerativo de este animal

Después de una lesión aguda, como un infarto de miocardio, el corazón humano es incapaz de regenerarse. Las células cardíacas adultas no pueden crecer y dividirse para sustituir las dañadas, y la lesión se convierte irreversible. Pero esto no ocurre en todos los animales. Un pez de agua dulce originario del Sudeste de Asia, conocido como pez cebra, puede regenerar por completo su corazón incluso después de la amputación del 20% de su ventrículo.

Esta capacidad regenerativa extraordinaria ha atraído la atención de investigadores de todo el mundo, que ven el abanico de posibilidades que se abrirían si este mecanismo de regeneración se pudiera aplicar en terapias dirigidas a humanos.

En un artículo publicado hoy en la revista Nature Materials, un equipo de investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) dirigido por Xavier Trepat, en colaboración con el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]) , han descubierto un sorprendente mecanismo por el que las células cardíacas del pez cebra se mueven y dividen durante la regeneración.

Los investigadores se han centrado en el epicardio, que es la capa de células que recubre el corazón. A pesar de que las células del epicardio representan sólo una pequeña fracción de la masa del corazón, juegan un papel fundamental en su regeneración. "El epicardio es el origen de varios tipos celulares del corazón, y secreta señales bioquímicas que indican al resto de células que tienen que hacer en cada momento. Es una especie de ‘hub’ de la regeneración", indica Angel Raya, Investigador ICREA y director del CMR[B].

Después de una lesión, las células del epicardio comienzan a dividirse y moverse en masa para recubrir la herida. Los investigadores han observado que durante este proceso las células se convierten binucleadas: duplican el material genético y lo separan en dos núcleos, pero no se llegan a dividir en dos células independientes. "Nos sorprendió mucho descubrir células que, en vez de tener un núcleo, como es habitual en la mayoría de tejidos, tienen dos, y cada uno de ellos contiene una copia del ADN de la célula" afirma Trepat, investigador ICREA en el IBEC y profesor asociado de la Universidad de Barcelona.

Los investigadores han descubierto que el mecanismo por el cual las células se convierten binucleadas es de origen biomecánico. Una vez el ADN ya se ha separado en dos núcleos, la mayoría de células animales forman un anillo contráctil a su ecuador. A medida que se va contrayendo, este anillo divide la célula madre en dos células hijas. En el caso de las células del corazón del pez cebra, el estudio muestra que el anillo se adhiere a las fibras de su entorno de manera que no se puede contraer. El resultado es que las dos células hijas no pueden llegar a separarse a pesar de haber duplicado correctamente su ADN.

"La multinucleación es un fenómeno bien conocido en cáncer, porque es una causa de inestabilidad genómica. Es decir, las células cancerosas pierden el control de las proteínas que sintetizan y se comportan patológicamente. En el caso del corazón pez cebra, la multinucleación es fisiológica y no parece causar ningún problema ", afirma Marina Uroz, primero autora del artículo. El siguiente paso será estudiar qué papel tienen las células multinucleadas durante la regeneración del corazón y otros órganos.

El Dr. Trepat y el Dr. Raya forman parte del CIBER-BBN (Centro de Investigación Biomédica en Red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina).



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