Durante años, los científicos han buscado una fuente de células del corazón que pueda ser utilizada para estudiar la función cardiaca en el laboratorio, o para reemplazar el tejido dañado en pacientes enfermos. Ahora, en un nuevo estudio publicado en Cell, investigadores del Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham, el Instituto de Investigación Biomolecular Humana, y ChemRegen, en San Diego (EE.UU.), han descubierto una molécula que convierte las células madre en células del corazón. En el nuevo estudio, el equipo de científicos ha descrito cómo descubrieron, a través de una gran colección de sustancias químicas, que la molécula ITD-1 puede ser utilizada para generar un número ilimitado de nuevas células cardiacas, a partir de células madre.
"La enfermedad cardíaca es una de las principales causas de muerte en todo el mundo. Debido a que no se puede reemplazar la pérdida de músculo cardíaco, esta condición conduce a una disminución de la función cardíaca y, finalmente, a la muerte. La única forma de reemplazar con eficacia las células del tejido muscular perdido -llamadas cardiomiocitos- consiste en trasplantar el corazón entero», explica Mark Mercola, de Sanford-Burnham, quien añade que, «el uso de un fármaco para crear nuevo músculo cardíaco, a partir de células madre, sería mucho más atractivo que el trasplante de corazón".
Autorenovación
Las células madre son importantes, debido a sus dos características únicas: la de auto-renovarse, y producir más células madre; y la de diferenciarse, convirtiéndose en otros tipos celulares más especializados. Para obtener un gran número de un tipo de célula determinado, como las células del corazón, la parte más difícil es averiguar las señales que conducen a las células madre a convertirse en el tipo celular deseado.
Para encontrar una molécula sintética, que algún día podría conducir a una terapia con medicamentos para regenerar el corazón, el equipo de Mercola trabajó junto a químicos médicos del Instituto de Investigación Biomolecular Humana, dirigido por John Cashman. Con la financiación del Instituto de Medicina Regenerativa de California, los investigadores utilizaron tecnología robótica sofisticada para probar metódicamente una gran colección de productos químicos, en busca de uno que, al ser añadido a las células madre, diese lugar a cardiomiocitos.
El producto ganador fue la molécula ITD-1. «Esta molécula, en particular, podría ser útil para mejorar la diferenciación de células madre en un corazón dañado», explica Erik Willems, investigador en el laboratorio de Mercola, y primer autor del estudio. Según Willems, "la molécula podría convertirse en la base de un nuevo fármaco terapéutico para la enfermedad cardiovascular, limitando la difusión de la cicatriz en la insuficiencia cardíaca, y promoviendo la formación de nuevo músculo".
Bloqueo de señales
Los investigadores descubrieron que ITD-1 bloquea un proceso celular conocido como señalización TGF-beta. TGF-beta (factor de crecimiento transformante beta) es una proteína producida por un tipo de células para influir en los comportamientos de las demás -esta proteína trabaja desde fuera de la célula, uniéndose a un receptor en la superficie celular, e iniciando una cascada de señalización intracelular que hace que los genes se conecten o se desconecten. La molécula ITD-1 favorece la degradación del receptor de TGF-beta, inhibiendo así todo el proceso. Con la señalización de TGF-beta desactivada, las células madre se encaminan hacia la cardiogénesis. ITD-1 es el primer inhibidor selectivo de la TGF-beta, por lo que también podría tener aplicaciones en otros muchos procesos controlados por dicho factor.
Los autores del estudio están ahora están trabajando, con la compañía de biotecnología de San Diego, ChemRegen, Inc. para transformar ITD-1 en un fármaco que podría usarse para tratar a los pacientes cardiacos.
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