Cardiomiócitos de peixes tem melhor desempenho em reparos cardíacos que células-tronco

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28/03/2010 - ScienceDaily - Tradução: William Rodriguez Schepis

Peixes ósseos como o Danio rerio (paulistinha) têm uma notável capacidade que os mamíferos só podem sonhar: se você extrai um pedaço de seu coração, eles nadam lentamente por alguns dias, mas dentro de um mês parecem perfeitamente normais. Como eles fazem isso - ou, mais importante, porque nós não podemos fazer - é uma das importantes questões da medicina regenerativa hoje.

A espécie Danio rerio é muito comum na aquariofilia dulcícola

Em um artigo publicado no 25 de março de 2010 na revista Nature, os investigadores que trabalham no Instituto Salk para Estudos Biológicos e o Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB) identificaram um grupo de células no coração de peixes que são uma fonte surpreendentede de cura para danos no coração, uma descoberta que pode fornecer a introspecção em corações de mamíferos sobre como poderiam ser induzidos a reparar-se após lesões provocadas por ataque cardíaco.

Juan Carlos Izpisúa Belmonte, Ph.D., professor do Laboratório Gene Expression, e os colegas relatam que não são células-tronco - os "habituais" suspeitos de regeneração - de remendar os corações de peixes feridos. Em vez disso, o reparo é realizado por células diferenciadas músculo cardíacas conhecidas como cardiomiócitos, cujo trabalho normal é de fornecer força contrátil ao coração.

"O que os resultados de nosso estudo mostram é que a mãe natureza utiliza outras formas além de fazer o caminho de volta para as células-tronco pluripotentes de regenerar tecidos e órgãos", diz Izpisúa Belmonte, observando que ao menos em peixes, o corpo pode ter evoluído através de surpreendentes estratégias de reparação conduzidas por tipos celulares mais amadurecidos que as células-tronco.

Para identificar quais as células formariam efetivamente o músculo de um coração extirpado de "Zebrafish" (Danio rerio), conhecido como paulistinha, a equipe de Izpisúa Belmonte primeiro empregou engenharia genética para fazer os cardiomiócitos "transgênicos", inserindo-os um marcador de gene que fez ficarem verdes sob um microscópio.

Eles então literalmente cortaram cerca de 20% de cada ventrículo dos peixes e esperaram algumas semanas para que os corações se regenerassem: se o músculo do coração regenerado não ficasse verde, isso significaria que outras células não sendo cardiomiócitos, como as células-tronco cardíacas, tinham substituído o músculo danificado.

Mas, em uma descoberta surpreendente, todas as células do músculo do coração regenerado ficaram verdes, indicando que após a lesão, cardiomiócitos remanescentes provavelmente retornaram a um estado mais "jovem", começaram a se dividir novamente para repor células perdidas, e em seguida, amadureceram pela segunda vez, formando um novo músculo cardíaco. O grupo também mostrou cardiomiócitos rejuvenecendo, em parte, re-ativando a produção de proteínas associadas com a proliferação celular, fatores normalmente expressos em células progenitoras imaturas.

O coração humano não pode sofrer estes tipos de alterações regenerativas por conta própria. Quando danificado por ataque cardíaco, o nosso músculo cardíaco é substituído por tecido cicatricial incapaz de contração. No entanto, antes da parada cardíaca, as células danificadas do músculo cardíaco de mamíferos introduzem um estado de auto proteção conhecido como "hibernação", em que elas param de contrair, em um esforço para sobreviver.

Chris Jopling, Ph.D., colega de Izpisúa Belmonte na CMRB e primeiro autor do estudo, vê a "hibernação" do coração humano, como significativo. "Durante a regeneração cardíaca no zebrafish descobrimos que cardiomiócitos exibiram mudanças estruturais semelhantes as observadas em cardiomiócitos hibernando", disse ele, ressaltando que essas mudanças foram realmente necessárias para que os cardiomiócitos de peixe começassem a se dividir. "Devido a essas semelhanças, podemos supor que cardiomiócitos de mamíferos hibernando, podem representar células que estão tentando proliferar."

Assim, a boa notícia é que os corações de mamíferos pode sofrer uma espécie de "redução" metabólica, que é um prelúdio para a divisão celular. "Essa idéia se encaixa muito bem com os resultados de uma série de grupos - que a expressão forçada de reguladores do ciclo celular podem induzir à proliferação dos cardiomiócitos em mamíferos", disse Jopling. "Talvez tudo que eles precisam é um pouco mais de impulso na direcção certa".

A procura é por fatores que possam fornecer esse "impulso". Embora ele esteja otimista com o resultado, Izpisúa Belmonte também considera que o estudo deve advertir os pesquisadores a não ignorar contribuições em potencial que células maduras podem trazer a regeneração. "Não podemos mais ver as células diferenciadas, como sendo um ponto de extremidade estático do processo de diferenciação", diz Izpisúa Belmonte, que também dirige o CMRB. "Se nós coseguirmos imitar em células de mamíferos o que acontece no zebrafish, talvez fiquemos em posição de compreender por que a regeneração não ocorre em humanos".

Também contribuíram para este trabalho Merce Marti, Ph.D., Angel Raya, MD, Ph.D., Edward Sleep, Marina e Paulo, todos os CMRB em Espanha. O estudo foi financiado em parte pela Fundação Cellex, a Fundação Ipsen, o Harold G. e Leila Y. Mathers Charitable Foundation, dos Institutos Nacionais de Saúde, e da Sanofi-Aventis.

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