Investigadores del CNIC identifican los mecanismos que controlan la actividad de genes que forman las válvulas cardiacas

Los hallazgos, que se publican en la revista 'Circulation Research', resaltan las vías a través de las cuales se forma el corazón humano y además ofrecen pistas para futuros avances médicos. "Al comprender estos procesos fundamentales, los científicos se acercan un paso más para resolver los misterios del corazón humano y de sus patologías", ha indicado el jefe del Laboratorio de Señalización Intercelular en el Desarrollo y la Enfermedad Cardiovascular en el CNIC y coordinador del estudio, José Luis de la Pompa.

El corazón es el motor del cuerpo y para funcionar de forma correcta depende de partes especializadas. Uno de estos componentes es el endocardio, la monocapa de células que recubre el interior del corazón, aislando al músculo cardíaco de la sangre que bombea hacia todo el cuerpo.

"Pero ésta no es su única función", ha asegurado el autor principal de este trabajo y corresponsable del mismo, Luis Luna Zurita, quien ha añadido que "este revestimiento interno del corazón produce señales moleculares que aseguran la correcta organización y función del corazón durante el desarrollo embrionario".

"En respuesta a distintas señales, células específicas de ciertas regiones del endocardio se transforman, adquieren propiedades invasivas y colonizan un territorio debajo del miocardio, formando gradualmente unas estructuras llamadas primordios valvulares, que experimentan un proceso progresivo de modelado hasta dar lugar a las válvulas adultas funcionales", ha afirmado Luna Zurita.

En este sentido, las válvulas cardíacas son estructuras cruciales en el sistema cardiovascular y se encargan de regular el flujo sanguíneo unidireccional en el corazón. "La válvula aórtica es una de las cuatro válvulas del corazón y se encuentra entre el ventrículo izquierdo y la arteria aorta. Se sabe que en aproximadamente un 1 por ciento de la población, dicha válvula presenta solo dos valvas (válvula aórtica bicúspide, BAV en inglés) en lugar de tres (TAV), que sería la situación normal en humanos", ha expuesto De la Pompa.

Según explica De la Pompa, "esta válvula bicúspide es más proclive a deteriorarse y da lugar a diferentes patologías cardiovasculares". Entre ellas, añade, se incluye la calcificación valvular, que afecta en gran medida a estos pacientes, pero también a individuos sin malformaciones valvulares aparentes.

Durante este proceso, se acumulan depósitos de calcio en la válvula aórtica, afectando a su flexibilidad y función. Esta calcificación provoca la estenosis valvular, dificultando el flujo sanguíneo y comprometiendo la capacidad de bombeo del corazón, "por lo que la válvula calcificada ha de ser sustituida quirúrgicamente", ha afirmado De la Pompa.

Desde hace tiempo se ha demostrado que la vía de señalización NOTCH, muy conservada evolutivamente, desempeña un papel fundamental en las diferentes etapas del desarrollo cardiovascular, como los estudios en distintos modelos experimentales han revelado. Cuando experimenta una perturbación, asegura De la Pompa, "es responsable, tanto de la malformación valvular, como de su calcificación".

NOTCH actúa en el endocardio tanto en las etapas más tempranas del desarrollo como en la vida adulta. Se sabe que la presencia de mutaciones en diferentes elementos de esta vía se han implicado en la formación de la válvula aórtica bicúspide.

Ahora, en el estudio, el grupo de Señalización Intercelular durante el Desarrollo y la Enfermedad Cardiovascular que lidera De la Pompa, mediante el uso células de endocardio embrionario previamente aisladas y la manipulación controlada de la actividad de la vía de señalización NOTCH, describe por primera vez los programas génicos activados e inhibidos por dicha vía en el endocardio, distinguiéndose entre una respuesta temprana y una respuesta tardía.

"En un tiempo en el que términos como 'big data' cobran más importancia en nuestras vidas, la investigación biomédica no es una excepción", ha afirmado Luna Zurita.

Así, tras generar estos datos de expresión génica, Luna Zurita, los comparó con programas genéticos previamente descritos por el laboratorio de De la Pompa. "Estos datos corresponden al proceso de desarrollo embrionario y calcificación de válvulas adultas, permitiendo este análisis la identificación tanto de genes cuyo apagado impide la correcta formación de las válvulas, como aquellos genes cuya inhibición está directamente relacionada con el proceso de calcificación, y genes cuya ausencia afecta negativamente a ambos procesos", ha asegurado Luna Zurita.

Además, la investigación ha identificado un conjunto de regiones reguladoras que actúan sobre estos genes. Luna Zurita ha explicado que, mientras que los genes suponen el 1 por ciento del ADN, es en el 99 por ciento restante donde se encuentran sus regiones reguladoras, las cuales son responsables de que un gen se exprese en un órgano específico y en un momento determinado.

"Esto implica que, si la identificación de los genes es muy relevante para entender y tratar la enfermedad, la localización de sus regiones reguladoras lo es igualmente. Analizando los cambios de compactación del ADN, se identificaron aquellas regiones que se abren o cierran tras la actividad de la vía de NOTCH", ha finalizado Luna Zurita.