Identifican una proteína esencial en el desarrollo y la actividad del corazón

Unos científicos han descubierto un mecanismo clave para el sistema de conducción cardíaco.

Su investigación ha permitido identificar en modelo animal la proteína Dhx36 como un regulador esencial en el desarrollo y funcionamiento del corazón. El trabajo ha desvelado el papel de la helicasa Dhx36 en la regulación de la diferenciación de los cardiomiocitos y en el desarrollo del sistema de conducción cardíaco.

En el estudio han trabajado especialistas del Instituto de Investigación de Enfermedades Raras del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), el Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER, dependiente del ISCIII), el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), la Universidad Pompeu Fabra (UPF) y el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO, dependiente del CSIC y de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM)), en España.

El estudio ha sido liderado por los científicos Pablo Gómez del Arco (ISCIII), Pura Muñoz-Cánoves (Universidad Pompeu Fabra y Altos Labs) y Juan Miguel Redondo (CBMSO), y supone un avance importante en la comprensión de los mecanismos que regulan el sistema de conducción cardíaco. Además de Gómez del Arco y Redondo, han participado en la investigación otros miembros del Área de Enfermedades Cardiovasculares del CIBER, con la colaboración de los equipos de Jose Luis de la Pompa y David Filgueras, del CNIC, y del Instituto de Investigación Sanitaria (IIS) del Hospital Clínico San Carlos.

"La proteína Dhx36 modula las redes de genes que controlan la diferenciación de los cardiomiocitos mediante la resolución de estructuras G-cuádruplex en los promotores de genes clave del sistema de conducción cardíaco", explica Gómez del Arco.

Este proceso es fundamental para la formación de las células especializadas que conforman el sistema que transmite y controla los impulsos eléctricos del corazón. "Los ratones que carecen de Dhx36 en sus cardiomiocitos, tanto en la etapa embrionaria como en la adulta, desarrollan graves problemas cardíacos, como miocardiopatía dilatada y bloqueo de la transmisión del impulso eléctrico entre cavidades cardíacas, en concreto entre las aurículas y los ventrículos del corazón", añade Muñoz Cánoves.

El nuevo estudio también ofrece información valiosa sobre los genes y las vías de señalización involucradas en la diferenciación celular del corazón y en el desarrollo del sistema de fibras especializadas que conforman el sistema de Purkinje, crucial para la sincronización de la contracción ventricular.

Dhx36 es una helicasa que resuelve estructuras denominadas G-cuádruplex en el ARN y el ADN. Los investigadores eliminaron esta proteína en cardiomiocitos de ratones durante el desarrollo embrionario, lo que provocó la acumulación de G-cuádruplex sin resolver en genes clave, bloqueando su transcripción y afectando al desarrollo normal del tejido cardíaco especializado en la generación y transmisión del impulso cardíaco.

Además, la eliminación de Dhx36 en cardiomiocitos adultos causó un tipo de miocardiopatía caracterizada por la dilatación de cavidades cardíacas y formación de trombos en la aurícula izquierda, lo que sugiere que esta proteína es fundamental para mantener la salud cardíaca postnatal: "Estos resultados sugieren que defectos en Dhx36 podrían estar relacionados con algunas enfermedades cardíacas con repercusiones clínicas relevantes por afectación de la actividad eléctrica del corazón y el desarrollo de algunas formas de miocardiopatía dilatada", comenta Redondo.

Micrografía de cardiomiocitos de ratón cultivados en laboratorio. (Foto: NIH)

Los investigadores concluyen que este estudio representa un avance importante en el conocimiento de cómo la regulación transcripcional influye en la función cardíaca. Estos descubrimientos podrían abrir nuevas vías de investigación para el desarrollo de terapias contra determinados problemas médicos que afectan al sistema de conducción cardíaco dentro del abanico patológico de la insuficiencia cardíaca.

El estudio se titula “The G4 Resolvase Dhx36 Modulates Cardiomyocyte Differentiation and Ventricular Conduction System Development”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Communications.