Recientemente, un equipo de expertos ha elaborado el que aseguran es el registro más completo de las células que componen el corazón humano, incluyendo el tejido especializado que da origen a los latidos.
Este proyecto se enmarca en el consorcio Human Cell Atlas , cuyo fin es identificar todos los tipos de células presentes en el organismo humano. Investigadores de diversos institutos del Reino Unido y Alemania analizaron ocho áreas del corazón humano y caracterizaron 75 estados celulares diferentes que permiten el funcionamiento del corazón y su defensa contra infecciones.
Este mapa no es algo que podamos apreciar a simple vista. Más bien se asemeja a un catálogo molecular de variedades de células y sus genes activos, y tiene el potencial de ayudar a entender enfermedades que alteran el ritmo cardíaco.
Sentimos en nuestros propios pechos que el corazón es una masa de músculos en movimiento y pulsos eléctricos en acción. Las contracciones del corazón son el producto de la acción conjunta de las células del músculo cardíaco , impulsadas por pulsos eléctricos en las llamadas células marcapasos .
Estas células marcapasos se localizan principalmente en el nódulo sinoauricular del corazón, una parte del sistema de conducción cardíaca que incluye otros nódulos interconectados y haces de células, cuya función aún no es completamente comprendida por los científicos.
James Cranley, cardiólogo especializado en arritmias y uno de los principales autores del estudio, señala que:
El sistema de conducción cardíaca es esencial para que nuestros corazones latan de manera regular y coordinada. No obstante, sabemos muy poco acerca de las células que lo componen.
Con el propósito de analizar en profundidad estos tipos de células, Cranley y su equipo utilizaron técnicas transcriptómicas de célula única, que descifran cómo las instrucciones genéticas codificadas en el ADN se expresan en las células individuales.
Implementaron estas técnicas en muestras de tejido provenientes de 25 corazones donados que no eran aptos para trasplantes, pero que resultaron ser de gran valor para este estudio, en el cual se analizaron más de 700.000 células y núcleos individuales.
Al mapear distintos conjuntos de células cardíacas en múltiples donantes que de lo contrario estaban sanos, el equipo descubrió células marcapasos en estrecha relación con las células gliales .
La glía generalmente respalda a las neuronas del cerebro y del sistema nervioso en general. Pero en los nódulos sinoauricular y auriculoventricular, y en el haz auriculoventricular del corazón, los investigadores hallaron células gliales que respaldan los procesos de señalización en las células del marcapasos.
Las células marcapasos estaban «envueltas» en las extensiones delgadas de las células gliales, sus conexiones se asemejaban a cómo las células nerviosas se unen en las sinapsis.
Los investigadores también inspeccionaron la capa exterior de los corazones de los donantes. Allí encontraron células inmunitarias llamadas células plasmáticas y confirmaron que producen anticuerpos para proteger al corazón de infecciones en los pulmones cercanos.
Con el miocardio, el tejido muscular del corazón, Cranley y su equipo identificaron un grupo de células que parecen ser especialmente sensibles al estrés y la inflamación.
Estas células tenían una gran cantidad de genes que codificaban receptores para moléculas de señalización inflamatoria y expresaban altos niveles de un péptido que se ha vinculado a la insuficiencia cardíaca .
El autor principal conjunto Kazumasa Kanemaru, investigador de genómica cardíaca en el Instituto Wellcome Sanger en el Reino Unido, explica que:
Al entender estas células a nivel genético individual, podríamos desarrollar potencialmente nuevas formas de mejorar los tratamientos cardíacos.
Además, los investigadores clasificaron las células de marcapasos en función de los tipos de canales iónicos que expresan, con la esperanza de que sus hallazgos puedan seguir investigando qué sucede cuando el sistema de cableado del corazón falla y por qué algunas terapias cardíacas no funcionan según lo diseñado.
Los canales iónicos son guardianes celulares que permiten que las moléculas cargadas entren y salgan de las células. Esta breve polarización desencadena señales eléctricas muy importantes en las células del marcapasos que activan el corazón.
«En resumen, estos datos proporcionan un mapa altamente específico de genes y células del sistema de conducción cardíaco», concluyen los investigadores.
