Cómo una mutación antigua puede predisponer a los humanos a enfermedades cardíacas

Los seres humanos son los únicos mamíferos que desarrollan aterosclerosis de forma natural, un estrechamiento de las arterias que puede alimentar enfermedades cardíacas. Los investigadores relacionan esto con la pérdida de un solo gen en nuestros antepasados ​​hace alrededor de 2 a 3 millones de años.

¿Por qué los humanos desarrollan aterosclerosis?

La enfermedad cardíaca es la principal causa de muerte en todo el mundo. En los Estados Unidos, más de 600.000 personas mueren a causa de esta enfermedad cada año.

La enfermedad coronaria es el tipo más común de enfermedad cardíaca. La causa subyacente es la aterosclerosis, que es un endurecimiento de las arterias que irrigan el corazón debido a la acumulación de placa.

El Dr. Ajit Varki, distinguido profesor de medicina y medicina celular y molecular de la Universidad de California en San Diego en La Jolla, tiene un interés de larga data en cómo se desarrolla la aterosclerosis en los seres humanos.

Hace varios años, el Dr. Varki y su equipo notaron que, si bien los humanos son propensos a la aterosclerosis, otros mamíferos no desarrollan la afección, a menos que los científicos manipulen su dieta o genes en experimentos de laboratorio.

En un nuevo documento, apareciendo en Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, El Dr. Varki, junto con el colaborador Philip Gordts, profesor asistente de medicina, apunta a una mutación genética que ocurrió hace millones de años.

El equipo describe cómo esto puede contribuir a nuestra predisposición única a desarrollar aterosclerosis y, por extensión, enfermedad coronaria.

Pérdida de molécula de azúcar hace 2-3 millones de años

En un artículo anterior, el Dr. Varki demostró que los humanos, a diferencia de nuestro pariente cercano el chimpancé, carecen de una versión funcional de un gen llamado CMAH, que significa citidina monofosfato (CMP) -norte-ácido acetilneuramínico (Neu5Ac) hidroxilasa.

La proteína codificada por el CMAH gen convierte una molécula particular llamada norte-ácido acetilneuramínico (Neu5Ac) para norte-ácido glicolilneuramínico (Neu5Gc). Ambas moléculas son ácidos siálicos, una familia de moléculas de azúcar que desempeñan funciones esenciales en muchos procesos biológicos.

La investigación del Dr. Varki indica que los ancestros humanos perdieron parte de su CMAH gen hace alrededor de 2-3 millones de años, dejando a los humanos modernos incapaces de producir Neu5Gc. En cambio, nuestras células dependen principalmente de Neu5Ac como su principal fuente de ácido siálico.

Estudiar ratones que los investigadores habían modificado genéticamente para que carecieran Cmah, y por extensión Neu5Gc, el equipo vio un aumento de 1.9 veces en la aterosclerosis cuando los compararon con ratones normales.

"El aumento del riesgo parece estar impulsado por múltiples factores, incluidos los glóbulos blancos hiperactivos y la tendencia a la diabetes en humanos como los ratones", comenta el Dr. Varki.

Neu5Gc en carnes rojas y aterosclerosis

En otro conjunto de experimentos, el Dr. Varki y sus colegas probaron el efecto de una dieta alta en Neu5Gc en la Cmah ratones deficientes.

La carne roja es una fuente fácil de Neu5Gc, que el equipo del Dr. Varki demostró anteriormente causa inflamación crónica en su modelo de ratón.

Los investigadores vieron un aumento de 2,44 a 3,42 veces mayor en la aterosclerosis en el Cmah-Ratones deficientes que alimentaron una dieta alta en Neu5Gc y grasas, en comparación con una dieta alta en Neu5Ac y grasas o una dieta alta en grasas pero sin ácidos siálicos.

"La pérdida evolutiva humana de CMAH probablemente contribuye a la predisposición a la aterosclerosis a través de múltiples mecanismos [dietéticos] intrínsecos y extrínsecos", comenta el Dr. Varki en el artículo.

“En general, nuestro trabajo puede ayudar a explicar por qué la aterosclerosis y las complicaciones de las enfermedades cardiovasculares resultantes son muy comunes en los seres humanos, y por qué estos eventos rara vez ocurren espontáneamente en otros mamíferos, en ausencia de manipulación experimental o dietética”.

Dr. Ajit Varki

Noticias médicas hoy preguntó al Dr. Varki cómo pensaba que podríamos reducir nuestro riesgo de desarrollar aterosclerosis. Sugirió que "nos demos cuenta de que, como seres humanos, corremos el mayor riesgo".

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