Transformarea celulelor musculare cardiace de la naştere până la atingerea maturităţii depline implică schimbări semnificative în structura, funcţionalitatea şi proprietăţile fiziologice ale acestora. Mecanismele care supraveghează aceast proces cuprinzător de maturizare au fost slab înţelese până în prezent.
Acum, o echipă condusă de UCLA (California, Statele Unite) a identificat un mecanism esenţial de control intern care poate promova maturizarea celulelor musculare cardiace derivate din celule stem umane, oferind o înţelegere mai profundă a modului în care celulele musculare cardiace se dezvoltă de la stadiul fetal imatur la forma lor adultă matură.
Descoperirile, publicate luni, în revista Circulation, ar putea duce la noi terapii pentru bolile de inimă şi leziunile cardiace.
Efortul de colaborare cu facultatea de medicină Duke-NUS din Singapore şi cu alte instituţii de cercetare, pe baza unui model preclinic, a identificat un reglator al procesului de splicing al ARN-ului, numit RBFox1, care a fost considerabil mai răspândit în celulele cardiace adulte decât la nou-născuţi.
Creşterea bruscă a RBFox1 în timpul maturizării celulelor cardiace a fost confirmată şi prin analize ale datelor existente privind o singură celulă.
Potrivit autorilor cercetării, este prima dovadă care sugerează că un control al procesului de splicing al ARN-ului joacă un rol vital în maturarea celulelor cardiace postnatale.
„În timp ce RBFox1 singur poate să nu fie suficient pentru a împinge celulele fetale mature ale muşchiului cardiac până la celulele adulte complet maturizate, descoperirile noastre scot la iveală o nouă reţea internă bazată pe ARN care poate conduce substanţial acest proces de maturizare dincolo de alte abordări disponibile", a declarat Jijun Huang, conducătorul studiului, care a efectuat această cercetare în timpul pregătirii sale postdoctorale în domeniul anesteziologiei la UCLA.
Deşi mecanismele precise care asociază splicingul ARN mediat de RBFox1 cu procedurile şi caracteristicile de maturizare care rezultă necesită încă o explorare mai aprofundată, studiul oferă o dovadă de concept asupra faptului că modularea splicingului ARN poate afecta profund maturizarea cardiomiocitelor.
Splicingul ARN este o modificare post-transcripţională care apare după sinteza de pre-ARNmesager (ARNm) din ADN în timpul transcripţiei. Este un proces foarte reglat/controlat care implică îndepărtarea precisă a intronilor şi legarea exonilor pentru a forma ARNm matur. Acest proces este realizat de un complex molecular mare numit spliceozom, care constă din atât proteine şi componentele ARN.
Splicing-ul ARN joacă un rol esenţial în expresia genelor.
Noile descoperiri sugerează viitoare aplicaţii terapeutice, în aşteptarea unor cercetări suplimentare care să extindă aceste constatări iniţiale.
„Pentru prima dată, am demonstrat că, prin simpla modificare a splicingului ARN, putem încuraja maturizarea semnificativă a celulelor cardiace derivate din celule stem umane", a declarat autorul principal Yibin Wang, director al Programului de tulburări cardiovasculare şi metabolice de la Duke-NUS.
Aceste descoperiri prezintă o potenţială abordare moleculară pentru a spori maturizarea celulelor cardiace, care ar putea rezolva o provocare majoră în domeniile terapiei regenerative cardiace şi modelării bolilor.
Model 3D al inimii realizat de dr. Matthew Bramlet. Credit: NIH
