Investigadores en Israel han descubierto una molécula, llamada agrina, en el corazón de recién nacidos que parece que controla el proceso de renovación del músculo cardíaco.

Al inyectarse la molécula en el corazón de ratones adultos que han sido afectados por ataques cardíacos, parece que logra “desbloquear” el proceso regenerativo y permite que aquél se repare, algo nunca visto en tejidos de corazón humano fuera del útero.

Los resultados de la investigación, publicados recientemente en la revista Nature, abren un nuevo camino en la investigación sobre la restauración de la función de corazones que han sufrido daño. Las enfermedades del corazón son la principal causa de mortalidad en el mundo.

El proceso de curación que sigue a un ataque al corazón es largo e ineficaz, según el profesor Eldad Tzahor, del Instituto Weizmann de Ciencia, que dirigió el estudio. Participaron también en él los estudiantes Elad Bassat yAlex Genzelinakh, y biólogos moleculares del Weizmann.

Una vez dañadas, unas células musculares llamadas cardiomiocitos son reemplazadas por tejido cicatrizado, que no puede bombear sangre y que, por lo tanto, es una carga para los cardiomiocitos restantes.

La regeneración cardíaca es un proceso que puede ocurrir en el útero humano, pero algunos vertebrados mantienen esta capacidad después de nacer. El corazón de los ratones pueden regenerarse sólo en los primeros siete días, tiempo que le dio a los investigadores la oportunidad de estudiar las pistas que favorecen la regeneración del corazón.

En búsqueda de la proteína

Tzahor y Bassat se concentraron en el tejido de sostén, conocido como matriz extracelular (MEC), a través de la cual se transmiten o almacenan mensajes entre células. Cuando se añadieron fragmentos de MEC de ratones hasta de siete días de nacidos, o menores, a células cardíacas en cultivo, la matriz más joven provocó la proliferación de cardiomiocitos.

La agrina, una proteína presente en la MEC, ya era conocida por ayudar a regular las señales que se transmiten de nervios a músculos. En el corazón de los ratones los niveles de la molécula bajan durante los primeros siete días de vida, lo que sugiere que juegan un papel en la regeneración cardíaca. Cuando los investigadores añadieron agrina a células cultivadas, se dieron cuenta de que provocaba que las células se dividieran.

Descubrieron luego que el corazón de los ratones quedaba prácticamente curado y con funcionalidad completa después de una sola inyección de agrina. Aunque este proceso requería más de un mes, las cicatrices se reducían considerablemente y eran reemplazadas por tejido cardíaco vivo que restauraba la función de bombeo del corazón.

Cadena en movimiento

Tzahor cree que la agrina, además de generar de forma directa una determinada cantidad de cardiomiocitos renovados, afecta de alguna manera a la respuesta inmune e inflamatoria a un ataque al corazón, así como a las vías que tienen que ver con la supresión de la fibrosis, o cicatrización, que lleva a la insuficiencia cardíaca.

La duración del proceso de recuperación, sin embargo, sigue siendo un misterio, pues la agrina desaparece del cuerpo unos días después de la inyección.

“Como se ve, la molécula pone en movimiento toda una cadena de eventos”, dijo Tzahor. “Descubrimos que se adhiere a un receptor en las células del músculo del corazón, que no había sido estudiado antes, y este vínculo lleva a las células de vuelta a un estado levemente menos maduro —cercano al de un embrión— y libera señales que podrían, entre otros, iniciar la división de las células”.

El equipo probó luego que la agrina tiene un efecto similar en células cardíacas humanas cultivadas en laboratorio.

Los miembros del equipo de Tzahor han iniciado estudios preclínicos en animales más grandes en Alemania, en colaboración con el doctor Christian Kupatt, de la Universidad Técnica de Munich, para determinar el efecto de la agrina en la reparación del corazón.

Diversos grupos de investigadores participan en varias etapas de la investigación: la profesora Shenhav Cohen, del Instituto Technion-Israel de Tecnología y su estudiante de doctorado Yara Eid; el profesor Nenad Bursac, de la Universidad de Duke (Carolina del Norte, en Estados Unidos); James F. Martin, del Baylor College de Medicina, en Texas; miembros del Centro Nacional Nancy & Stephen Grand de Israel de Medicina Personalizada del Instituto Weizmann; y la profesora Irit Sagi, del Departamento de Regulación Biológica del Instituto Weizmann.

La investigación es financiada por el Centro de Investigación Yad Abraham para el Diagnóstico y Terapias del Cáncer, del cual es director; el Instituto Henry Krenter de Imagen Biomédica y Genómica; el Fondo Daniel S. Shapiro de Investigación Cardiovascular Cardiovascular, y el Consejo Europeo de Investigación.