MITOCONDRIAS Y LA REGENERACIÓN DEL TEJIDO CARDÍACO

Modificar la fuente de alimento de las mitocondrias favorece la reparación del tejido cardíaco. Así se demuestra en un estudio publicado recientemente por la revista Nature Metabolism que ha sido realizado en ratones.

Durante la primera semana de vida, el corazón de los mamíferos neonatos presenta la capacidad de recuperarse de cualquier daño que pudieran sufrir las células que lo conforman. Sin embargo, la pérdida de dicha habilidad coincide con un cambio en la forma en la que las mitocondrias obtienen energía. Es decir el paso de la glucólisis anaeróbica, que degrada la glucosa en ausencia de oxígeno, a la fosforilación oxidativa, que utiliza los ácidos grasos como principal recurso de sustento.

A pesar de que la transformación de estos últimos nutrientes aporta mayor cantidad de energía al organismo, la producción de especies reactivas de oxígeno, como los radicales libres, durante el proceso inhibiría la división celular y, por consiguiente, la producción de nuevos cardiomiocitos.

Así pues, Hesham A. Sadek y su equipo del Centro Médico del Suroeste de la Universidad de Texas, junto con científicos de otras instituciones de Estados Unidos, Brasil, Singapur y China, decidieron profundizar en el estudio del papel que los ácidos grasos desempeñan en el cambio de la capacidad regenerativa.

Otra investigación consecuente ha mostrado que este cambio en la capacidad regenerativa parece provenir, al menos en parte, del daño en los radicales libres generados por las mitocondrias, que dan energía a las células. Estos radicales libres dañan el ADN de las células, un fenómeno que se conoce como 'daño en el ADN ', que los lleva a dejar de dividirse.

El cambio en la producción de radicales libres parece ser impulsado por una modificación en lo que los cardiomiocitos de las mitocondrias consumen para obtener energía, tal y como ha expresado Sadek. Aunque las mitocondrias dependen de la glucosa en el útero y, al nacer, cambian a ácidos grasos para utilizar estas moléculas densas en energía en la leche materna.

Así, Sadek y sus compañeros se preguntaron si forzando las mitocondrias a continuar consumiendo glucosa se podría obstaculizar el daño en el ADN y, a su vez, dilucidar la investigación para la regeneración celular en el corazón. Para probar esta idea, los investigadores probaron dos experimentos diferentes.

En primer lugar, los investigadores modificaron genéticamente a ratones hembra con el fin de que produjeran leche baja en grasas. Así, a los 12 días de vida, sus crías recibieron una dieta sin lípidos como primer alimento sólido. A la edad de 21 días, el corazón de estos animales presentaba mayor número de cardiomiocitos, así como células en estado de división, en comparación con el grupo de control. No obstante, y a pesar de mantener un régimen libre de grasas, la capacidad de regeneración desapareció una vez los animales alcanzaron la edad adulta, al parecer, el organismo de los roedores aumentó la síntesis lipídica para compensar el déficit nutricional de la dieta.

En consecuencia, los científicos exploraron el efecto de actuar de forma directa sobre el metabolismo de las grasas. En concreto, escogieron el gen de la enzima piruvato deshidrogenasa quinasa 4 (PDK4, por sus siglas en inglés), cuya acción inhibe la oxidación de la glucosa. Como resultado, las mitocondrias incrementaron el consumo de este azúcar como sustrato para obtener energía, lo que favoreció la proliferación de las células cardíacas.

De forma interesante, en ausencia de PDK4, la función sistólica del ventrículo izquierdo de los ratones mejoró de forma notable 6 meses después de sufrir un infarto de miocardio. Ello sugiere la existencia de una respuesta regenerativa en el tejido. La inhibición farmacológica de la enzima corroboró este resultado. Para Sadek y sus colaboradores, el hallazgo señala a PDK4 como diana terapéutica. Futuras investigaciones confirmaran la efectividad del uso de fármacos diseñados contra esta molécula como estrategia para revertir el daño cardíaco ocasionado por un infarto.

Fuentes: Infosalus, Investigación y Ciencia