La neurohormona oxitocina es bien conocida por promover lazos sociales y generar sensaciones placenteras, por ejemplo, a partir del arte, el ejercicio o el sexo. Pero la hormona tiene muchas otras funciones, como la regulación de la lactancia y las contracciones uterinas en las mujeres, y la regulación de la eyaculación, el transporte de esperma y la producción de testosterona en los hombres.

Ahora, investigadores de la Universidad Estatal de Michigan muestran que en cultivos de células humanas y de pez cebra, la oxitocina tiene otra función insospechada:estimula a las células madre derivadas de la capa externa del corazón (epicardio) para que migren a su capa media (miocardio) y allí se conviertan en cardiomiocitos. , células musculares que generan las contracciones del corazón. Este descubrimiento podría usarse algún día para promover la regeneración del corazón humano después de un ataque al corazón. Los resultados se publican en Frontiers in Cell and Developmental Biology .

"Aquí mostramos que la oxitocina, un neuropéptido también conocido como la hormona del amor, es capaz de activar los mecanismos de reparación del corazón en corazones lesionados en cultivos de células humanas y de pez cebra, abriendo la puerta a nuevas terapias potenciales para la regeneración del corazón en humanos", dijo el Dr. Aitor Aguirre, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Estatal de Michigan y autor principal del estudio.

Las células similares a las madres pueden reponer los cardiomiocitos

Los cardiomiocitos generalmente mueren en grandes cantidades después de un ataque al corazón. Debido a que son células altamente especializadas, no pueden reponerse. Pero estudios previos han demostrado que un subconjunto de células en el epicardio puede someterse a reprogramación para convertirse en células madre, llamadas células progenitoras derivadas del epicardio (EpiPC), que pueden regenerar no solo cardiomiocitos, sino también otros tipos de células cardíacas.

"Piense en los EpiPC como los albañiles que reparaban catedrales en Europa en la Edad Media", explicó Aguirre.

Desafortunadamente para nosotros, la producción de EpiPC es ineficiente para la regeneración del corazón en humanos en condiciones naturales.

El pez cebra podría enseñarnos cómo regenerar corazones de manera más eficiente

Entra el pez cebra:famoso por su extraordinaria capacidad para regenerar órganos, incluidos el cerebro, la retina, los órganos internos, los huesos y la piel. No sufren ataques cardíacos, pero sus muchos depredadores están felices de morder cualquier órgano, incluido el corazón, por lo que el pez cebra puede volver a crecer su corazón cuando se ha perdido hasta una cuarta parte. Esto se hace en parte por la proliferación de cardiomiocitos, pero también por EpiPC. Pero, ¿cómo los EpiPC del pez cebra reparan el corazón de manera tan eficiente? ¿Y podemos encontrar una "bala mágica" en el pez cebra que pueda impulsar artificialmente la producción de EpiPC en humanos?

Sí, y esta "bala mágica" parece ser la oxitocina, argumentan los autores.

Para llegar a esta conclusión, los autores encontraron que en el pez cebra, dentro de los tres días posteriores a la criolesión (lesión por congelación) en el corazón, la expresión del ARN mensajero de la oxitocina aumenta hasta 20 veces en el cerebro. Además, demostraron que esta oxitocina luego viaja al epicardio del pez cebra y se une al receptor de oxitocina, desencadenando una cascada molecular que estimula a las células locales a expandirse y convertirse en EpiPC. Estos nuevos EpiPC luego migran al miocardio del pez cebra para convertirse en cardiomiocitos, vasos sanguíneos y otras células cardíacas importantes para reemplazar las que se habían perdido.

Efecto similar en cultivos de tejidos humanos

Fundamentalmente, los autores demostraron que la oxitocina tiene un efecto similar en el tejido humano in vitro. La oxitocina, pero ninguna de las otras 14 neurohormonas probadas aquí, estimula los cultivos de células madre pluripotentes inducidas humanas (hIPSC) para convertirse en EpiPC, hasta el doble de la tasa basal:un efecto mucho más fuerte que otras moléculas que previamente se demostró que estimulan la producción de EpiPC en ratones. Por el contrario, la eliminación genética del receptor de oxitocina impidió la activación regenerativa de las EpiPC humanas en cultivo. Los autores también demostraron que el vínculo entre la oxitocina y la estimulación de EpiPC es la importante "vía de señalización de TGF-β", conocida por regular el crecimiento, la diferenciación y la migración de las células.

Aguirre dijo:"Estos resultados muestran que es probable que la estimulación de la producción de EpiPC por parte de la oxitocina esté conservada evolutivamente en humanos en un grado significativo. La oxitocina se usa ampliamente en la clínica por otras razones, por lo que la reutilización para pacientes después de un daño cardíaco no es una Es un largo tramo de la imaginación. Incluso si la regeneración del corazón es solo parcial, los beneficios para los pacientes podrían ser enormes".

"Luego, debemos observar la oxitocina en humanos después de una lesión cardíaca. La oxitocina en sí es de corta duración en la circulación, por lo que sus efectos en humanos podrían verse obstaculizados por eso. Los medicamentos diseñados específicamente con una vida media más larga o más potencia podrían ser útil en este entorno. En general, los ensayos preclínicos en animales y los ensayos clínicos en humanos son necesarios para avanzar", concluyó Aguirre. + Explora más

Células especiales contribuyen a regenerar el corazón del pez cebra