Los viajes espaciales pueden ser la clave para la reparación cardíaca
Los astronautas viven en un entorno prácticamente ingrávido, conocido científicamente como microgravedad. Los efectos de la microgravedad en el cuerpo humano son variados y fascinantes, algunos de ellos dañinos, otros redimidores. Una nueva investigación encuentra un propósito terapéutico para el impacto de la microgravedad en las células madre humanas.
Desde que el cerebro se desplaza hacia arriba hasta que los músculos se encogen, las venas se hinchan y las caras de los astronautas se hinchan, los efectos de la microgravedad en el cuerpo humano son fascinantes, por decir lo menos.
Pero, ¿cómo afectan las condiciones de ingravidez al corazón? Debido a que este órgano vital no necesita bombear tanta sangre por todo el cuerpo como lo haría bajo la gravedad, con el tiempo, los vasos sanguíneos tienden a volverse menos elásticos y más gruesos, lo que aumenta el riesgo de enfermedad cardíaca.
Sin embargo, como contrapunto a estas consecuencias negativas, los científicos están descubriendo cada vez más efectos potencialmente terapéuticos de los vuelos espaciales en el corazón humano.
Por ejemplo, los estudios han demostrado que la microgravedad simulada en el laboratorio afecta a las células progenitoras del corazón de manera diferente según su edad. Las células progenitoras son "descendientes tempranos de células madre que pueden diferenciarse para formar uno o más tipos de células".
Otros estudios sobre células embrionarias de ratón han demostrado que la simulación de un vuelo espacial afecta la capacidad y la diferenciación de las células madre, ayudándolas a diferenciarse más rápidamente en células del músculo cardíaco.
Entonces, los investigadores de la Universidad de Loma Linda en Loma Linda, CA, se preguntaron si las células madre así modificadas podrían usarse para la reparación cardíaca.
Para responder a esta pregunta, Jonathan Baio y sus colegas simularon los cambios moleculares que ocurrirían bajo microgravedad y exploraron sus implicaciones para aumentar el potencial terapéutico de las células progenitoras cardiovasculares.
Los investigadores publicaron sus hallazgos en un número especial de la revista. Células madre y desarrollo.
La microgravedad cambia la señalización del calcio
Baio y su equipo simularon microgravedad durante 6 a 7 días en la Estación Espacial Internacional de la NASA y cultivaron células progenitoras cardíacas neonatales durante 12 días en el Laboratorio Nacional a bordo de la estación espacial.
Los científicos buscaron cambios en la expresión génica y encontraron que el entorno de microgravedad "inducía la expresión de genes que normalmente se asocian con un estado anterior de desarrollo cardiovascular".
Después de 6 a 7 días, los científicos encontraron cambios en las vías de señalización del calcio que, dicen, podrían usarse para mejorar las terapias basadas en células madre para la reparación cardíaca.
Después de 30 días, se activó una proteína quinasa dependiente del calcio, o enzima, llamada C alfa. Para "explorar más el efecto de la inducción de calcio en [células progenitoras cardíacas] neonatales", los investigadores activaron la proteína quinasa en la Tierra aumentando la señalización del calcio.
Los cambios observados hicieron que los investigadores concluyeran que "manipular la señalización del calcio en la Tierra [presenta] una nueva oportunidad terapéutica para la reparación cardíaca basada en células".
Qué significan los hallazgos para la reparación cardíaca
Como señalan los autores, ya existen ensayos clínicos en fase inicial que utilizan células madre cardíacas para tratar a pacientes con miocardiopatía isquémica o para ayudar a las personas a recuperarse de un ataque cardíaco.
Si bien los resultados de estos ensayos son prometedores, a veces falla el injerto de células y los científicos todavía están debatiendo qué tipo de célula es mejor para el trasplante.
“Por lo tanto, la aplicación de los hallazgos de los experimentos [de microgravedad] a los experimentos basados en la Tierra puede ayudar a superar las deficiencias de los ensayos clínicos actuales que involucran el uso de [células progenitoras cardíacas] para la reparación cardíaca”, escriben los autores.
Baio y sus colegas concluyen:
“[M] anipular el ambiente de gravedad normal de las primeras [células progenitoras cardíacas] puede resaltar mecanismos importantes por los cuales los progenitores cardíacos tempranos se desarrollan o expanden. Estos conocimientos pueden aplicarse para comprender mejor el desarrollo cardiovascular y mejorar los resultados de las terapias regenerativas basadas en células madre ".
Graham C. Parker, Ph.D. - quien está afiliado a la Escuela de Medicina de la Universidad Estatal de Wayne en Detroit, MI, y es el editor en jefe de la revista Célula madre y desarrollo - también comenta sobre los hallazgos.
Él dice: "Este documento proporciona una importante prueba de concepto para combinar el diseño experimental espacial y terrestre e informa el desarrollo terapéutico cardíaco tanto para vuelos espaciales como aquí en la Tierra".
