Descubren un sistema de comunicación celular que podría explicar defectos cardíacos en bebés

La enfermedad cardíaca congénita es un problema que afecta a aproximadamente dos de cada 100 recién nacidos en todo el mundo, constituyendo uno de los defectos de nacimiento más comunes. Sin embargo, la comprensión de las causas detrás de estas anomalías cardíacas ha sido un desafío para los científicos. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Copenhague identificó un mecanismo celular previamente desconocido que podría ofrecer una explicación crucial.

El profesor Lars Allan Larsen, experto en enfermedades cardíacas congénitas, explicó: "Hemos descubierto un nuevo sistema de comunicación en la superficie de la célula que es fundamental para la correcta formación del corazón durante el desarrollo embrionario. Este hallazgo transforma nuestra comprensión de por qué surgen algunos defectos cardíacos congénitos".

El mecanismo recién identificado opera dentro del cilio primario, una estructura microscópica en forma de antena que se extiende desde la superficie de la mayoría de las células del cuerpo. Los cilios primarios permiten a las células percibir e interpretar señales químicas del entorno, lo que influye en decisiones celulares fundamentales, como la división, el movimiento o la muerte celular.

Los investigadores hallaron que tres proteínas, TAK1, TAB2 y PKA-Ca, funcionan como un centro de señalización dentro de esta antena celular. Su actividad resulta ser vital para la formación normal del corazón. Según el profesor Søren Tvorup Christensen, estas proteínas actúan como instrucciones moleculares que indican a las células madre cuándo y cómo desarrollarse en células musculares cardíacas. Alteraciones genéticas pueden interrumpir esta comunicación, provocando "defectos en la antena" que pueden llevar a defectos cardíacos congénitos.

La enfermedad cardíaca congénita se refiere a anomalías estructurales del corazón que surgen durante el desarrollo embrionario. Cada año, aproximadamente 2.3 a 2.5 millones de recién nacidos en todo el mundo son afectados por esta condición. Se estima que 16 millones de personas viven con enfermedades cardíacas congénitas.

Para investigar este sistema, los investigadores combinaron datos genéticos de personas con defectos cardíacos congénitos con experimentos en peces cebra, células humanas y células madre de ratón. Comenzaron analizando información genética de miles de pacientes, buscando mutaciones raras y comparando su frecuencia entre pacientes y individuos sanos. Variantes que aparecieron con mayor frecuencia en pacientes fueron consideradas más propensas a contribuir a la condición.

El equipo recreó mutaciones en los peces cebra y observó su impacto en la formación del corazón. Los resultados demostraron que las alteraciones en estos genes pueden interferir con el desarrollo normal del corazón y reducir su función. Además, se estudiaron varios tipos de células en experimentos de laboratorio para examinar el sistema de señalización con mayor detalle.

Los hallazgos apuntaron al cilio primario como una parte importante del proceso que podría contribuir a los defectos cardíacos congénitos. "Investigamos el mecanismo desde diferentes ángulos y utilizando múltiples métodos, todos los cuales respaldan lo que observamos en los pacientes. Por lo tanto, estamos razonablemente seguros de que este mecanismo también existe en los humanos", afirmó Lars Allan Larsen.

Los investigadores también encontraron evidencias de que este mecanismo podría influir en el desarrollo de otros órganos además del corazón. Las mutaciones raras estudiadas se identificaron en personas con lo que se conoce como enfermedad cardíaca congénita sindrómica, donde un defecto cardíaco es parte de un síndrome genético más amplio que puede afectar otras partes del cuerpo.

Los experimentos realizados en peces cebra, junto con estudios detallados de cilios en otros tejidos, sugirieron que el mismo mecanismo celular podría contribuir al desarrollo de varios órganos. "Cuando falla el mecanismo ciliado, típicamente afecta el desarrollo de varios otros órganos también. Esto podría explicar por qué algunos pacientes con enfermedad cardíaca congénita también presentan defectos y condiciones relacionadas que afectan el cerebro, los riñones y el esqueleto", concluyó Søren Tvorup Christensen.

Este nuevo conocimiento podría facilitar la identificación temprana de pacientes y el desarrollo de tratamientos específicos para una gama más amplia de enfermedades.