En respuesta a condiciones como presión arterial alta y flujo sanguíneo reducido al músculo cardíaco, el corazón adulto puede aumentar drásticamente, un proceso llamado hipertrofia patológica que preserva la función cardíaca a corto plazo pero predispone a los pacientes a insuficiencia cardíaca intratable y muerte cardíaca súbitasi no se trata. Ahora, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte descubrieron que la proteína de unión al ARN Lin28a es necesaria para el desarrollo de la hipertrofia patológica.
Publicado en la revista circulación , el descubrimiento podría tener un impacto considerable en el desarrollo de terapias más potentes para el tratamiento de enfermedades del corazón, la principal causa de muerte en los Estados Unidos y en todo el mundo.
"Uno de los pasos iniciales de la regulación génica es la transcripción de una secuencia de ADN en ARN. Sin embargo, la regulación post transcripcional, por proteínas de unión a ARN, se ha convertido en una capa reguladora crítica para el control de la función génica en la salud y la enfermedad,"dijo Jiandong Liu, PhD, profesor asociado de patología y medicina de laboratorio en la UNC y autor principal del estudio. Durante la hipertrofia patológica, el corazón sufre grandes cambios estructurales que se sabe que implican alteraciones profundas en la expresión génica cardíaca.
"La identificación de Lin28a como un nuevo regulador de la hipertrofia cardíaca patológica agrega la regulación postranscripcional de ARN como un nuevo mecanismo subyacente a este jugador importante en la enfermedad cardíaca", agregó Liu.
Una de las principales características de la hipertrofia cardíaca es un cambio en el metabolismo, ya que el corazón hipertrófico depende más del metabolismo de la glucosa, cuando la glucosa se convierte en energía para las células, que la oxidación de ácidos grasos, que es un proceso complejo diferente que utilizan las célulaspara crear energía.
"Es interesante notar que la mayoría de los genes regulados por Lin28a en la fase temprana de la hipertrofia cardíaca están enriquecidos en el metabolismo y las vías celulares relacionadas con el metabolismo, y que Lin28a ayuda a aumentar la glucólisis y disminuir la oxidación de ácidos grasos en los corazones hipertróficos", dijo Liu, quien también es miembro del Instituto del Corazón de McAllister en UNC-Chapel Hill.
A través de una serie de técnicas de investigación que incluyen secuenciación de próxima generación, inmunoprecipitación de ARN y análisis de expresión génica, el grupo de investigación Liu también identificó parte del mecanismo por el cual Lin28a estimula la hipertrofia. Su laboratorio descubrió que Lin28a se dirigió al gen Pck2, quecodifica una proteína mitocondrial clave necesaria para que el corazón mejore la glucólisis.
"Nuestro estudio proporciona una fuerte evidencia de que Lin28a juega un papel importante en la respuesta al estrés cardíaco durante la hipertrofia patológica", dijo Liu. "Al unirse directamente al ARNm de Pck2, Lin28a facilita un cambio importante en el procesamiento del metabolismo que se necesita para el corazónpara aumentar en respuesta al estrés ". Estos resultados son consistentes con estudios previos que también encontraron que un cambio en el metabolismo debe ocurrir antes de que el corazón pueda aumentar drásticamente".
En conjunto, los hallazgos de Liu respaldan la idea de que un cambio en el procesamiento del metabolismo durante las primeras etapas de la hipertrofia cardíaca podría ser instrumental para la reestructuración y el agrandamiento del corazón en respuesta al estrés cardíaco.
"La identificación de genes clave como Lin28a y Pck2 que facilitan este cambio en el metabolismo cardíaco y, en última instancia, conducen al agrandamiento del corazón, proporciona un paso importante en la creación de posibles opciones terapéuticas para aquellos que sufren de hipertrofia patológica e insuficiencia cardíaca".Dijo Liu
Los coautores del estudio son Hong Ma, Shuo Yu, Yingao Zhang, Thomas Fakadej, Ziqing Liu, Chaoying Yin, Joan M. Taylor y Li Qian de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, Xiaojing Liu, Jason W. Locasalede la Universidad de Duke y Weining Shen de la Universidad de California en Irvine, Irvine.
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Materiales proporcionado por Cuidado de la salud de la Universidad de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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