Vinculina, una proteína vital para el mantenimiento de la función cardiaca

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

Los niveles de proteína vinculina aumentan con la edad en macaco rhesus, rata y Drosophila, lo que indica mecanismos de funcionamiento conservados. Imagen: National Institue of Aging, NIH.

Los niveles de proteína vinculina aumentan con la edad en macaco rhesus, rata y Drosophila, lo que indica mecanismos de funcionamiento conservados. Imagen: National Institue of Aging, NIH.

Las células del corazón tienen una tasa de renovación limitada. No obstante, su capacidad funcional se mantiene a lo largo de los años a través de diferentes remodelaciones estructurales y funcionales. Un estudio internacional indica que los niveles de una proteína, denominada vinculina, aumentan con la edad y son los encargados de sustentar las reestructuraciones del citoesqueleto de las células cardiacas, así como de retener su contractibilidad a lo largo de las diferentes etapas de la vida.

La proteína vinculina, es una proteína citoesquelética que interviene en las uniones entre células o entre la célula y la matriz extracelular. Esta proteína es sensible a fuerzas mecánicas y regula tanto la forma de la célula como la señalización molecular en su interior. Previo al estudio actual, dirigido por la Universidad John Hopkins, se sabía que los niveles de vinculina son elevados en el miocardio de los pacientes de edad avanzada, y que mutaciones en el gen pueden producir fallos cardiacos con la edad, por lo que los investigadores se plantearon cuál era su función en relación al mantenimiento de las funciones cardíacas con la edad. “Queríamos saber si vinculina era un inductor o más bien un espectador inocente en el desarrollo de enfermedades del corazón o fallo cardiaco asociado a la edad,” indica Anthony Cammarato, uno de los directores del trabajo. “Resulta que la vinculina es el bueno de la película, la forma en la que el cuerpo reduce el deterioro de uno de sus órganos más vitales conforme éste envejece.”

Células musculares cardíacas de ratón (Jesus Isaac Luna, Kara McCloskey lab, University of California, Merced, via California Institute for Regenerative Medicine)

Células musculares cardíacas de ratón (Jesus Isaac Luna, Kara McCloskey lab, University of California, Merced, via California Institute for Regenerative Medicine.)

El análisis de los proteomas cardiacos del macaco Rhesus y de rata a diferentes edades reveló a los investigadores que los procesos de remodelación que tienen lugar en las células cardiacas a ciertas edades están conservados entre primates y murinos. El elevado grado de conservación fue confirmado tras analizar la expresión génica en el corazón de la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster. En las tres especies los niveles de vinculina aumentaban con la edad. Además, al investigar la localización y cantidad de vinculina en las células cardiacas de rata en diferentes edades, los investigadores observaron que su localización se modifica con la edad, de acuerdo a los cambios que se producen en el citoesqueleto o armazón interno de las células.

El corazón de Drosophila melanogaster constituye un modelo apropiado para analizar los cambios que se producen con el tiempo, debido a su sencilla organización en comparación con el de mamíferos, la fácil obtención de numerosos mutantes, las ya establecidas y ampliamente conocidas técnicas de análisis y el hecho de que estudiar el envejecimiento en un organismo de vida corta requiere menos tiempo. Así, utilizando este modelo, los investigadores observaron que la sobreexpresión de vinculina en las células cardiacas de Drosophila se correlacionaba con una mayor localización en el citoesqueleto cortical, mejor organización de las fibras musculares y mayor contractibilidad de las células del corazón, mejorando la función cardiaca y en última instancia alargando la vida del organismo hasta un 150%.

Los resultados obtenidos en Drosophila deberán confirmarse en otros mamíferos. No obstante, dada la conservación entre las tres especies analizadas, macaco Rhesus (elegido por su cercanía a humanos), rata y Drosophila, los investigadores concluyen que la remodelación del citoesqueleto de las células cardiacas mediada por vinculina actúa como regulador estructural y funcional del músculo cardiaco durante el envejecimiento. Además, proponen diferentes dianas terapéuticas de actividad similar a vinculina como potenciales biomarcadores para la intervención terapéutica de los pacientes de edad. “Vinculina parece ser una parte central de un mecanismo de defensa natural que refuerza a la célula cardiaca que envejece y la ayuda a sentir y responder mejor a los cambios asociados a la edad,” indica Adam Engler, uno de los autores del trabajo.

El conocimiento de la función de vinculina en relación al mantenimiento de la función cardiaca ofrece un gran potencial, no sólo para el tratamiento de los defectos cardiacos asociados a la edad sino también para mantener un corazón joven a lo largo del envejecimiento. “El corazón es un órgano increíblemente resistente, pero uno que generalmente no se regenera, y su capacidad de bombeo disminuye invariablemente con la edad,” manifiesta Cammarato. “Nuestros resultados revelan que la vinculina acelera cambios estructurales y fisiológicos beneficiosos en las células del corazón con la edad, y puede ser una diana terapéutica importante para frenar la inevitable muerte del músculo cardiaco.”

Referencia: Kaushik G, et al. Vinculin network-mediated cytoskeletal remodeling regulates contractile function in the aging heart. Sci Transl Med. 2015 Jun 17;7(292):292ra99. doi: 10.1126/scitranslmed.aaa5843.

Fuente: http://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/scientists_identify_protein_that_sustains_heart_function_into_old_age

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