El modelo de células de la piel avanza en el estudio de la mutación genética relacionada con la enfermedad cardíaca y el riesgo de accidente cerebrovascular

DALLAS – Usando un nuevo modelo de células de la piel, los investigadores han superado una barrera que anteriormente impedía el estudio de tejido vivo de personas en riesgo de enfermedad cardíaca temprana y accidente cerebrovascular. Esta investigación podría conducir a una nueva comprensión de la progresión de la enfermedad en el aneurisma aórtico: dilatación de la arteria grande en el tórax que transporta sangre desde el corazón al resto del cuerpo.

Una mutación heredada en un gen que codifica la importante proteína muscular alfa-actina afecta las arterias cerca del corazón y en la base del cerebro, áreas donde el tejido afectado no se puede recolectar de manera segura y, por lo tanto, no se puede estudiar. Para superar este obstáculo, los investigadores del UT Southwestern Medical Center convirtieron las células de la piel (fibroblastos) de biopsias mínimamente invasivas en fibroblastos similares a los músculos al estimular directamente los genes de los músculos de las arterias. Tradicionalmente, las células de la piel se utilizan para estudiar la fisiología celular básica, no las mutaciones genéticas musculares.

“Usando este nuevo modelo, comparamos células de donantes vivos con la mutación ACTA2-R258C con células sin la mutación”, dijo la autora principal del estudio, la Dra. Kristine Kamm , profesora de fisiología en UT Southwestern. “Descubrimos que la mutación interrumpe varias funciones del citoesqueleto, un órgano importante para la contracción, el movimiento, la estructura y otras funciones vitales de las células. Se espera que la mutación tenga un efecto más dañino en el músculo liso de las arterias, que contienen altos niveles de la proteína producida por el gen ACTA2 ”.

El estudio fue publicado en línea hoy por Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

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La enfermedad del aneurisma aórtico se ubica constantemente entre las 20 principales causas de muerte en los EE. UU., según el Centro Nacional para la Prevención y las Lesiones. Los aneurismas pueden provocar separaciones de la capa interna de una arteria, o rupturas, que pueden ser mortales sin una cirugía inmediata.

La mayoría de los aneurismas se deben al envejecimiento, al consumo de tabaco, a una lesión o a una enfermedad. Pero se estima que entre el 20 y el 25 por ciento de los casos provienen de un aneurisma y disección de la aorta torácica familiar (TAAD familiar), una afección genética vinculada a una única mutación dominante en ACTA2 u otros genes. Para las mutaciones dominantes, solo se necesita una copia de un gen alterado para que aparezca el rasgo.

Hasta el momento, se han encontrado alrededor de 40 mutaciones diferentes relacionadas con TAAD en el gen ACTA2 . La mutación R258C estudiada por los investigadores es una de varias asociadas con un riesgo significativamente mayor y una aparición temprana de TAAD y enfermedad cerebrovascular tipo moyamoya. Moyamoya, una enfermedad rara en la que se bloquean las arterias en la base del cerebro, generalmente ataca en la niñez pero puede ocurrir en adultos. Los accidentes cerebrovasculares o mini accidentes cerebrovasculares (ataques isquémicos transitorios) suelen ser los primeros síntomas de la afección.

El producto del gen ACTA2 , la actina alfa, participa en la contracción del músculo liso y ayuda a formar el citoesqueleto de actina, que proporciona la estructura interna de las células humanas. El músculo liso es un componente importante de las paredes de las arterias, que se contraen para ayudar a regular la presión arterial.

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Usando el modelo de células de la piel, los investigadores encontraron que la mutación R258C funciona de manera dominante para suprimir la contracción de los miofibroblastos, fibroblastos involucrados en la cicatrización de heridas que son similares al músculo liso, dijo el autor principal, el Dr. Zhenan Liu, científico investigador en el laboratorio. que el Dr. Kamm dirige con el Dr. James Stull , también profesor de fisiología.

Los coautores de UT Southwestern incluyen a la Dra. Audrey Chang, Profesora Asistente de Fisiología, y el Dr. Frederick Grinnell , bioético, Profesor de Biología Celular y titular de la Cátedra Robert McLemore en Ciencias Médicas.

UT Southwestern colaboró ​​​​con investigadores de UT Health McGovern Medical School y la Universidad de Vermont en el estudio, que recibió el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud.

Acerca de UT Southwestern Medical Center

UT Southwestern, uno de los principales centros médicos académicos de la nación, integra investigación biomédica pionera con educación y atención clínica excepcionales. El cuerpo docente de la institución ha recibido seis premios Nobel e incluye a 22 miembros de la Academia Nacional de Ciencias, 18 miembros de la Academia Nacional de Medicina y 14 investigadores del Instituto Médico Howard Hughes. El cuerpo docente de más de 2700 es responsable de los avances médicos revolucionarios y está comprometido a traducir rápidamente la investigación impulsada por la ciencia en nuevos tratamientos clínicos. Los médicos de UT Southwestern brindan atención en alrededor de 80 especialidades a más de 100 000 pacientes hospitalizados, 600 000 casos en la sala de emergencias y supervisan aproximadamente 2,2 millones de visitas ambulatorias al año.

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