Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica Fralin en Virginia Tech Carilion han revelado cómo se altera un mensaje genético para producir tejido cardíaco sano en el cuerpo durante el estrés y el envejecimiento para contribuir a la muerte cardíaca súbita.
El descubrimiento publicado hoy martes 28 de mayo Informes de celda se centra en la comunicación entre las células del corazón y permite el potencial de desarrollar terapias dirigidas para ayudar a las personas con riesgo de arritmias y ataques cardíacos.
Dirigidos por el autor principal James Smyth, profesor asistente del Centro para la Investigación del Corazón y la Medicina Reparadora del Instituto de Investigación Biomédica Fralin, los científicos se centraron en cómo las regiones de ARN no traducidas, generalmente ignoradas, que flanquean el código genético se acortan durante el envejecimiento o bajo estrés.condiciones
El ligero cambio influye en cómo la célula lee un mensaje genético para producir proteínas y construir estructuras celulares importantes, incluidos canales que acoplan eléctricamente las células del corazón para permitir contracciones coordinadas y el bombeo de sangre eficiente resultante.
"La comprensión típica de la biología solía ser tan sencilla como 'aquí está el mensaje, hacer una proteína'", dijo Smyth, quien también es profesor asistente en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias ". Lo sabemosya no es tan simple. En realidad está regulado dinámicamente. Si la celda está estresada, ese mensaje se leerá de manera diferente ".
"Utilizando los medios tradicionales para detectar niveles de mensaje o niveles de ARN en las células durante el estrés o el envejecimiento, no vería los cambios que vimos", dijo Smyth. "Nos enfocamos en cómo esta región no traducida podría cambiar durante el estrés ycómo eso podría influir en cómo la célula lee el mensaje "
Durante el estrés, como las condiciones de privación de oxígeno que ocurren durante la cardiopatía isquémica o accidente cerebrovascular, las regiones no traducidas se acortan, lo que cambia la forma en que la célula sintetiza los productos proteicos codificados y limita la comunicación intercelular en las células del corazón.
Los investigadores se centraron en un gen llamado GJA1, que proporciona instrucciones para hacer Connexin 43, la proteína de unión de huecos.
Las uniones brechas acoplan directamente el contenido de las células adyacentes y son esenciales para la función cardíaca normal, donde permiten la propagación rápida y organizada de los impulsos eléctricos entre las células que causan las contracciones del músculo cardíaco.
El mal funcionamiento en esta comunicación eléctrica puede causar que las señales en el corazón se desorganicen y conduzcan a irregularidades que pueden conducir a la muerte cardíaca súbita.
"Mientras más identifiquemos estos mecanismos moleculares, muy fundamentales, más agudos vamos a obtener en la terapéutica", dijo Smyth. "Al manipular esta biología, estamos descubriendo los factores posteriores que actúan sobre el ADN o el ARN. Con suertehemos encontrado un ángulo poderoso para desarrollar terapias, como moléculas pequeñas para tratamientos precisos y seguros "
Los investigadores estudiaron las células cardíacas, las líneas celulares de los ratones y el tejido cardíaco del ratón envejecido donde encontraron aumentos en la proteína principal codificada por GJA1, que debería significar condiciones más saludables entre las células cardíacas, pero también observaron regiones aumentadas, pero truncadas, no traducidasde ARN que apaga la síntesis de otras proteínas codificadas por GJA1 que modulan la formación de uniones gap.
Los científicos también expusieron células cardíacas derivadas de células madre pluripotentes inducidas por humanos a oxígeno reducido, lo que también reveló un aumento en regiones truncadas, no traducidas, lo que demuestra que esta es una respuesta común de regiones no traducidas de ARN al estrés fisiológico que se conserva en todas las especies.
La respuesta también tiene lugar en una variedad de celdas.
"Esta actividad ocurre en el cáncer, el corazón y las células cerebrales", dijo Smyth. "Cuando vimos eso, supimos que era una pieza de biología poderosa, porque estaba sucediendo en todas partes".
El estudio es el último resultado de más de cuatro años de trabajo de los miembros del laboratorio Smyth y otros en Fralin Biomedical, un instituto de investigación de nivel universitario de Virginia Tech.
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Materiales proporcionado por Virginia Tech . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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