Un nuevo estudio realizado en dos variedades de ratones especialmente criadas ha revelado cómo la adición anormal de fosfato químico a una proteína muscular cardiaca específica podría alterar la forma en que la proteína se comporta en una célula, y podría modificar la manera en que el corazón bombea sangre hacia el cuerpo.
Los hallazgos confirman previas pistas halladas en personas.
Los autores de un informe sobre el nuevo estudio, publicado en la edición de septiembre de Circulation: Heart Failure, dicen que el trabajo aporta claridad a las investigaciones existentes sobre el papel de la modificación de la proteína en la insuficiencia cardiaca en humanos, y sugiere nuevas estrategias para personalizar el tratamiento para una forma de insuficiencia cardíaca, examinando la fosforilación.
“Lo que nos dicen los estudios en animales es que diferentes individuos podrían tener una mayor o menor fosforilación alterada que podría ayudarnos algún día a identificar pacientes que podrían beneficiarse de terapias especializadas,” dice Anne M. Murphy, M.D., profesora de pediatría en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins y autora asesora del trabajo de investigación. Murphy también forma parte del Centro Infantil Johns Hopkins.
Los marcadores de proteínas y la personalización del tratamiento en enfermedades cardíacas
“A menudo, las personas hablan sobre la medicina personalizada en términos de marcadores de ADN, pero este estudio subraya el potencial para usar marcadores de proteínas directamente para diseñar tratamientos personalizados,” añade Murphy.
Una forma de enfermedad conocida como insuficiencia cardiaca con fracción de eyección preservada (la cantidad de sangre expulsada cuando el corazón se contrae) reduce la capacidad del corazón de relajarse de manera rápida y eficiente entre “latidos”, sobrecargando al órgano. Se calcula que la enfermedad afecta la circulación en más de 23 millones de personas a nivel mundial. Los síntomas típicos que las personas con insuficiencia cardíaca experimentan incluyen dificultades para respirar, pero los que tienen la forma en la cual la fracción de eyección es preservada en la línea de base, tienen dificultades particulares cuando tratan de incrementar su actividad o se ejercitan. La insuficiencia cardíaca con fracción de eyección preservada no responde bien a los medicamentos para insuficiencia cardíaca. El padecimiento es común en adultos, aunque algunos niños con trastornos genéticos de las proteínas musculares cardiacas comparten características del mismo.
El estudio
En la investigación anterior de Murphy, ella y sus colegas hallaron que la insuficiencia cardiaca estaba relacionada con cambios en las células musculares cardiacas a través de fosforilación alterada en la proteína del músculo cardíaco cardiac troponin I (cTnI), la cual ayuda a regular la contracción del corazón. Murphy halló que la fosforilación en un sitio específico de la proteína, cTnI Serine 199, era casi del doble en personas con insuficiencia cardíaca que los que no padecían esta enfermedad.
Para evaluar si el incremento estaba directamente involucrado o sólo relacionado con una atrofia de la función cardíaca, Murphy buscó comprender el mecanismo creando dos variedades de ratones, una con hiperfosforilación del sitio cTnI Serine 199 análogo en ratones, y una en la cual la fosforilación del sitio fue desactivada.
En la primera fase del experimento, Murphy y sus colegas examinaron el funcionamiento de los corazones de los ratones –a través de cardiogramas, así como de medidas con catéteres diminutos colocados en el corazón– en comparación con los ratones sin esta fosforilación alterada. En la línea de base, los ratones con fosforilación en este sitio específico experimentaron un mayor tiempo de relajación cardiaca y un pico menor en la velocidad de llenado del ventrículo izquierdo (función diastólica deprimida), pero la cantidad de sangre eyectada durante la contracción fue normal.
Luego, los investigadores estimularon los corazones de ambas variedades de ratones para evaluar el impacto de una mayor demanda cardiaca. Los ratones con hiperfosforilación tenían una capacidad muy limitada de incrementar la eyección de sangre del corazón, en comparación con los sujetos de control en respuesta a la adrenalina. Sin embargo, los ratones con hiperfosforilación mostraron cierta mejora en la relajación, aunque la relajación siguió siendo más lenta que la de los sujetos de control en el punto de mayor efecto del fármaco.
Finalmente, Murphy sometió a ambos conjuntos de ratones a breves periodos de reducción de flujo de oxígeno al corazón y luego restableció el flujo de oxígeno. Sorprendentemente, según ella, los corazones de los ratones con hiperfosforilación fueron protegidos de esta forma de estrés.
El futuro
Actualmente, los investigadores del corazón están estudiando fármacos que inhiben la fosforilación de proteínas en sitios específicos. Una enzima específica llamada proteína quinasa C fosforiliza el sitio cTnI 199. De acuerdo con Murphy, aunque este método no ha sido probado en insuficiencia cardiaca en humanos, los hallazgos sugieren que inhibir una proteína involucrada en la fosforilación podría ser algún día una forma de tratar varios trastornos cardiacos, incluida la insuficiencia cardiaca.
“Creemos que tenemos nueva evidencia en animales, de que lo que hemos descubierto en humanos es importante, y algún día podrá ser útil como un biomarcador, y algún día podría ayudarnos a realizar terapia personalizada,” añade Murphy.
Fuente: sciencedaily.com
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171018090248.htm
Fecha: 18 de octubre de 2017
Fuente original de la historia:
Materiales proporcionados por Johns Hopkins Medicine. Nota: el contenido podría haber sido editado en estilo y extensión.
Referencia de la publicación:
Yuejin Li, Guangshuo Zhu, Nazareno Paolocci, Pingbo Zhang, Cyrus Takahashi, Nazli Okumus, Amir Heravi, Gizem Keceli, Genaro Ramirez-Correa, David A. Kass, Anne M. Murphy. Heart Failure–Related Hyperphosphorylation in the Cardiac Troponin I C Terminus Has Divergent Effects on Cardiac Function In Vivo. Circulation: Heart Failure, 2017; 10 (9): e003850 DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.117.003850
Nota: Instituto Nutrigenómica no se hace responsable de las opiniones expresadas en el presente artículo.
