Los peces cebra pueden reparar su corazón tras sufrir un ataque cardíaco

El pez cebra es una criatura extraordinaria. Es totalmente transparente, puede regenerar el tejido de la retina de los ojos y ahora se ha descubierto que también es capaz de reparar su corazón si sufre una lesión.

Un equipo de investigadores acaba de publicar en Nature Genetics un nuevo estudio en el que se describe cómo el pez cebra (Danio rerio) es capaz de regenerar una parte del tejido del corazón que se daña tras sufrir un ataque cardíaco. "Queríamos averiguar cómo lo hace este pececito y si podíamos aprender de él", explica el biólogo y autor del estudio, Jan Philipp Junker, del Instituto de Biología de Sistemas Médicos de Berlín.

En el caso de los humanos, los cardiomiocitos, que son las células del músculo cardíaco, no pueden regenerarse si sufren un daño. Cuando una persona tiene un ataque al corazón, los cardiomiocitos se ven privados de oxígeno, se dañan y se forman cicatrices permanentes (fibrosis) en lugar del músculo perdido. El corazón se queda, por tanto, más débil que antes. El pez cebra, por el contrario, puede regenerar hasta el 20 % de su diminuto corazón en los dos meses posteriores a la lesión.

Peces cebra en un tanque de agua
iStock

Los investigadores han descubierto que las células del tejido conectivo llamadas fibroblastos son las conductoras de ese proceso de regeneración del corazón en el pez cebra, produciendo proteínas que actúan como señales de reparación.

El descubrimiento llega en un momento en el que se están realizando importantes esfuerzos en el campo de la medicina regenerativa encaminados a sustituir o reparar corazones dañados con terapias celulares o medicamentos que imitan las moléculas del pez cebra. A principios de 2022 un equipo de cirujanos trasplantó por primera vez el corazón de un cerdo en un humano. Sin embargo, este falleció dos meses más tarde. En mayo se identificaron las células humanas que ayudan a nuestro corazón a “parchearse” tras un infarto. En junio, los científicos consiguieron "curar" un ataque al corazón en ratones con una técnica de ARNm que da instrucciones genéticas a las células del músculo cardíaco para que se reparen.

En el presente estudio, los investigadores imitaron un ataque al corazón humano en los peces. Lo que hicieron fue aplicar una aguja ultrafría en sus corazones y ver qué ocurría. "Sorprendentemente, la respuesta inmediata a la lesión es muy similar", dice Junker. "Pero mientras que en los humanos el proceso se detiene en ese punto, en los peces continúa. Forman nuevos cardiomiocitos, que son capaces de contraerse".

Los científicos también analizaron unas 200 000 células cardíacas aisladas del pez cebra (obtenidas por secuenciación celular) antes y después de la lesión. Querían saber qué células estaba activas en el corazón lesionado. Resultó que tres tipos de fibroblastos entraban temporalmente en un estado de activación, activando genes que codifican proteínas de construcción muscular como el colágeno tipo XII, que promueve el crecimiento del tejido conectivo. Cuando los investigadores "silenciaron" esos genes en el pez cebra, sus corazones no pudieron regenerarse. "Al fin y al cabo, se forman justo en el lugar de la lesión", dice Junker sobre los fibroblastos que expresan colágeno.

Aunque se cree que los fibroblastos podrían desempeñar un papel clave en la regeneración del corazón tras un infarto, investigaciones anteriores con peces cebra han demostrado que las células inflamatorias llamadas macrófagos responden rápidamente a los ataques cardíacos y son necesarias para dicha regeneración.

El epicardio, que es la capa externa del corazón, también se ha identificado como un centro de regeneración cardíaca, algo que este nuevo estudio apoya. Tras diseñar células con "códigos de barras" genéticos únicos, los investigadores rastrearon los fibroblastos activados y demostraron que se producían en el epicardio del pez cebra, y solo allí las células producían colágeno tipo XII.

Las técnicas de secuenciación unicelular, como las que se han empleado en este estudio para localizar las células cardíacas que envían señales regenerativas, están actualmente a la vanguardia de las tecnologías genómicas. De todas formas, es necesario realizar más investigaciones para validar los hallazgos del estudio en otros organismos modelo y es que no está claro si los mismos mecanismos dirigidos por los fibroblastos se encuentran también en mamíferos como los humanos y los ratones.

"La regeneración del corazón es un proceso complejo en el que influyen muchas cosas diferentes", afirma el autor del estudio y biólogo del desarrollo Bastiaan Spanjaard, también del Instituto de Biología de Sistemas Médicos de Berlín.

El equipo también quiere examinar con más calma los genes que se activan en los fibroblastos, que codifican proteínas que, al menos en el pez cebra, parecen estimular el recrecimiento de las células del músculo cardíaco.

Por el momento, el estudio arroja más luz sobre los procesos biológicos que tienen lugar en respuesta a un ataque al corazón, conocimientos que podrían, con el tiempo, ayudar a evitar posteriores eventos cardíacos que se vuelven más peligrosos después del primer ataque.

 

Referencia: Hu, B., Lelek, S., Spanjaard, B. et al. 2022. Origin and function of activated fibroblast states during zebrafish heart regeneration. Nature Genetics. DOI: https://doi.org/10.1038/s41588-022-01129-5

Mar Aguilar

Mar Aguilar

Me hubiera gustado ser médica pero le tengo terror a la sangre. Por eso, escribir sobre salud no me parece mal plan. También me interesa la nutrición. Disfruto viendo vídeos de YouTube con guiris preparando comida saludable y me encantan los animales.

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