El investigador de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Málaga (UMA) Adrián Ruiz-Villalba, perteneciente también al Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (BIONAND) y al Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (IBIMA), es el primer autor de un estudio internacional en el que han identificado a las células del corazón que son las encargadas de reparar el daño ocurrido en este órgano tras el infarto. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista de la Asociación Americana del Corazón ‘Circulation’, la primera del mundo en investigación cardiovascular.

El investigador Adrián Ruiz-Villalba trabajando en su laboratorio de BIONAND.

Estas células «reparadoras» son una población de fibroblastos cardíacos que juegan un papel fundamental en la generación de la cicatriz de colágeno necesaria para evitar la ruptura de la pared ventricular. La investigación, desarrollada junto a científicos del Centro de Investigación Médica Aplicada (CIMA) y de la Clínica Universitaria de Navarra, revela, además, los mecanismos moleculares implicados en la activación de estas células y en la regulación de su función.

Este hallazgo, tal y como señalan los investigadores, permitirá identificar nuevas dianas terapéuticas y desarrollar tratamientos dirigidos que permitan controlar el proceso de reparación del corazón tras el infarto.

Caracterización de los fibroblastos cardíacos reparadores

Los fibroblastos cardiacos son uno de los componentes fundamentales del corazón. Estas células juegan un papel clave en el mantenimiento de la estructura y mecánica de este órgano vital. “Estudios recientes han demostrado que los fibroblastos cardíacos no responden de manera homogénea a la lesión cardíaca, por lo que el propósito de nuestro trabajo ha sido determinar su heterogeneidad durante el remodelado del ventrículo dañado y entender los mecanismos que regulan la función de estas células”, explica el investigador del CIMA y de la Clínica Universidad de Navarra, Felipe Prósper .

“Mediante técnicas de análisis transcriptómicos de célula única (single-cell RNA-seq) identificamos una subpoblación dentro de los fibroblastos cardíacos que hemos denominado Reparative Cardiac Fibroblasts (RCF, por sus siglas en inglés) por su papel tras la lesión cardíaca. Hemos comprobado que, cuando un paciente sufre un infarto, estos RCF se activan para dar una respuesta fibrótica por la que se genera una cicatriz de colágeno que evita la ruptura del tejido cardíaco”, apunta este investigador, también miembro de la Red de Terapia Celular (TerCel) y del Instituto de Investigacvión Sanitaria de Navarra (IdiSNA).

CTHRC1, una proteína relacionada con el colágeno esencial para el proceso regenerativo

A nivel molecular, los científicos han descubierto que los RCF se caracterizan por tener un perfil transcripcional único, es decir, un patrón de información específico para la expresión de los genes implicados en su función cardíaca. “Entre los principales marcadores diferenciales del transcriptoma de estas células, hemos identificado la proteína CTHRC1 (Collagen Triple Helix Repeat Containing 1), una molécula con un papel fundamental en la respuesta fibrótica tras un infarto de miocardio. En concreto, esta proteína participa en la síntesis del colágeno de la matriz extracelular cardíaca y resulta crucial en el proceso de remodelado ventricular”, señala el investigador Adrián Ruiz-Villalba.

Según Ruiz- Villalba estos resultados sugieren que los RCF activan la cicatrización de la lesión cardíaca a través de la secreción de la proteína CTHRC1. Por tanto, esta molécula podría ser considerada como un biomarcador asociado al estado fisiológico del corazón dañado y  una potencial diana terapéutica para pacientes que han sufrido un infarto de miocardio o que padezcan cardiomiopatía dilatada.

Este estudio se enmarca dentro de la línea de investigación sobre fibrosis cardiaca del grupo ‘Desarrollo Cardiovascular y Angiogénesis’, que lidera el profesor del Departamento de Biología Animal de la Facultad de Ciencias de la UMA, José María Pérez Pomares. Este grupo estudia los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a este tipo de patologías a través de diferentes modelos animales y mediante colaboraciones con diferentes equipos básicos y clínicos de índole nacional e internacional.

Equipo de expertos que ha participado en el estudio.

‘Single-Cell RNA-seq Analysis Reveals a Crucial Role for Collagen Triple Helix Repeat Containing 1 (CTHRC1) Cardiac Fibroblasts after Myocardial Infarction’ es un trabajo de casi cinco años de duración que cuenta con más de 30 autores diferentes. Así, también han participado en su desarrollo otros centros de I+D+i como ‘NavarraBiomed’ (Pamplona), ‘Maine Medical Center Research Institute’ (USA), ‘CeMM Research Centre for Molecular Medicine of the Austrian Academy of Sciences’ (Viena) y ‘KU Leuven’ (Bélgica).

Referencia bibliográfica: Ruiz-Villalba A. et al. Single-Cell RNA-seq Analysis Reveals a Crucial Role for Collagen Triple Helix Repeat Containing 1 (CTHRC1) Cardiac Fibroblasts after Myocardial Infarction. Circulation. 2020 Sep 25. Doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.119.044557