Una dintre marile limitări ale medicinei cardiovasculare este faptul că inima adultă nu se poate „repara” singură: după un infarct sau alte boli care distrug ţesut cardiac, celulele pierdute nu sunt înlocuite eficient. Un nou studiu realizat de cercetători spanioli arată însă că, la nivelul fiecărei celule musculare cardiace în parte, lucrurile sunt mai complicate – şi mai promiţătoare – decât se credea.
Echipe de la Centrul Naţional de Cercetări Cardiovasculare Carlos III (CNIC) din Madrid, în colaborare cu Institutul Karolinska din Suedia, au dezvoltat o tehnologie nouă, capabilă să analizeze proteomul (totalitatea proteinelor produse) al cardiomiocitelor – celulele responsabile de contracţia inimii – analizate individual, una câte una. Rezultatele, publicate în revista Genome Biology, arată că un factor de transcripţie numit Myc, deja folosit în strategiile experimentale de regenerare cardiacă, nu acţionează uniform asupra tuturor celulelor, ci generează o subpopulaţie distinctă de cardiomiocite cu potenţial regenerativ.
De ce este importantă diversitatea dintre celulele de acelaşi tip
Orice organ este alcătuit din mai multe tipuri de celule – în cazul inimii, cardiomiocitele coexistă cu fibroblaste, celule care căptuşesc vasele de sânge şi celule ale sistemului imunitar. În ultimii ani, cercetătorii au descoperit însă că nici celulele de acelaşi tip nu sunt identice între ele: în interiorul aceleiaşi populaţii celulare pot exista subgrupuri cu funcţii diferite, unele dintre ele direct implicate în apariţia sau evoluţia bolilor.
Acest tip de analiză, la nivel de celulă individuală, a schimbat în ultimul deceniu cercetarea în oncologie şi în neuroştiinţe, dar a rămas multă vreme limitat în cardiologie, din cauza dificultăţilor tehnice de a măsura proteinele – nu doar genele – exprimate de o singură celulă.
Cum funcţionează noua metodă
Echipa CNIC a reuşit să treacă peste acest obstacol combinând protocoale optimizate pentru izolarea celulelor cardiace, tehnici avansate de spectrometrie de masă şi algoritmi bioinformatici şi statistici dezvoltaţi special pentru acest scop. Potrivit lui Jesús Vázquez, unul dintre coordonatorii studiului, această combinaţie a permis pentru prima dată caracterizarea detaliată a proteomului unor cardiomiocite izolate, luate una câte una, şi nu ca medie a unei populaţii întregi de celule – aşa cum se proceda până acum.
Ce s-a întâmplat când cercetătorii au activat factorul Myc
Grupul condus de Miguel Torres demonstrase în studii anterioare că activarea factorului de transcripţie Myc în inima adultă favorizează recuperarea după infarctul miocardic, sugerând un potenţial terapeutic important. Ce nu se ştia era cum acţionează exact Myc la nivelul fiecărei celule cardiace.
Aplicând noua metodă de proteomică pe celulă unică, cercetătorii au observat că exprimarea Myc modifică nivelul enzimelor metabolice diferit, de la o celulă la alta. Această variabilitate generează stări diferite de „imaturitate” celulară şi conduce la formarea unei subpopulaţii de cardiomiocite care prezintă caracteristici asociate regenerării – aşa cum a explicat Consuelo Marín-Vicente, prima autoare a studiului.
Cu alte cuvinte, Myc nu transformă toate celulele inimii în acelaşi mod; el „deblochează” doar într-o parte dintre ele un program celular apropiat de cel al celulelor cu capacitate regenerativă.
Ce înseamnă această descoperire pentru viitor
Pentru moment, este vorba despre cercetare fundamentală, realizată pe modele animale, şi nu despre un tratament disponibil pacienţilor. Importanţa rezultatelor stă în faptul că oferă, pentru prima dată, o imagine la rezoluţie de celulă unică a modului în care un factor cu potenţial terapeutic acţionează în inimă – informaţie esenţială pentru a putea, în etape viitoare, să se identifice şi să se stimuleze selectiv exact acele celule cu potenţial regenerativ, evitând efectele nedorite asupra celorlalte.
Studiul a fost susţinut, printre alţii, de Fundaţia Leducq, de Ministerul Spaniol al Ştiinţei şi de Consiliul European pentru Cercetare (ERC).