Investigadores del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre en UCLA han descubierto cómo los niveles altos de glucosa, ya sea causados por diabetes u otros factores, impiden que las células cardíacas maduren normalmente. Sus hallazgos ayudan a explicar por qué nacen los bebésa las mujeres con diabetes tienen más probabilidades de desarrollar enfermedad cardíaca congénita.
El estudio, dirigido por Atsushi "Austin" Nakano, profesor asociado de UCLA de biología molecular, celular y del desarrollo y miembro del Centro de Investigación Broad Stem Cell, se publicó hoy en la revista eLife .
Los investigadores descubrieron que cuando las células cardíacas en desarrollo están expuestas a altos niveles de glucosa, las células generan más bloques de ADN de lo habitual, lo que lleva a las células a continuar reproduciéndose en lugar de madurar.
"Los niveles altos de azúcar en la sangre no solo no son saludables para los adultos; no son saludables para los fetos en desarrollo", dijo Nakano. "Comprender el mecanismo por el cual los niveles altos de azúcar en la sangre causan enfermedades en el feto puede conducir a nuevas terapias".
Aunque la genética juega un papel importante en el desarrollo de la enfermedad cardíaca congénita, el principal factor de riesgo no genético para la enfermedad es una madre que tiene diabetes durante el embarazo. Los bebés nacidos de mujeres con altos niveles de glucosa en la sangre durante el embarazo son dosa cinco veces más probabilidades de desarrollar el trastorno que otros bebés. Sin embargo, los investigadores nunca han podido definir el efecto preciso de la glucosa en el feto en desarrollo.
Nakano y sus colegas utilizaron células madre embrionarias humanas para desarrollar células del músculo cardíaco, o cardiomiocitos, en el laboratorio y luego las expusieron a niveles variables de glucosa. Las células que estaban expuestas a pequeñas cantidades de glucosa maduraron normalmente. Pero los cardiomiocitos que habían sidomezclado con altos niveles de glucosa maduró tarde o no pudo madurar por completo, y en su lugar generó más células inmaduras.
Los investigadores descubrieron que, cuando se exponen a glucosa extra, los cardiomiocitos sobreactivan la vía de la pentosa fosfato, un proceso celular que, entre otras cosas, genera nucleótidos, los componentes básicos del ADN. En las células con niveles altos de glucosa, elLa vía de la pentosa fosfato produjo más nucleótidos de lo habitual. Los científicos demostraron que el exceso de bloques de construcción impedía que las células maduraran.
"En general, se cree que una mayor nutrición es mejor para las células, pero aquí vemos exactamente lo contrario", dijo Nakano. "Al agotar la glucosa en el punto correcto del desarrollo, podemos limitar la proliferación de las células, lo que las induce amadura y fortalece el músculo cardíaco "
El grupo de Nakano observó lo mismo en el trabajo en ratones embarazadas con diabetes: las células cardíacas de los fetos se dividieron rápidamente pero maduraron lentamente.
Nakano dijo que el hallazgo podría conducir a mejores métodos para fabricar cardiomiocitos a partir de células madre. Hoy en día, la mayoría de los protocolos para generar cardiomiocitos en el laboratorio conducen a células inmaduras, pero apuntar a la vía de la pentosa fosfato podría ayudar a generar células más maduras para regenerar células cardíacas opara fines de investigacion.
La cardiopatía congénita afecta a casi 1 de cada 100 niños nacidos en los EE. UU., Lo que lo convierte en el defecto congénito más común. La gravedad de los síntomas que causa varía, desde un músculo cardíaco ligeramente debilitado y sin síntomas hasta deformaciones cardíacas graves que requieren cirugía.
La vía de la pentosa fosfato como objetivo para la maduración cardíaca está cubierta por una solicitud de patente provisional presentada por el Grupo de Desarrollo Tecnológico de UCLA en nombre de los Regentes de la Universidad de California, con Austin Nakano y Haruko Nakano, un investigador asistente de UCLA, como inventores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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