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Investigando la Cardiomiopatía Arrítmica: El Papel de la Inflamación

Un vistazo más cercano a las causas de la ACM y posibles nuevas terapias.

Vinay R. Penna, Junedh M. Amrute, Morgan Engel, Emily A. Shiel, Waleed Farra, Elisa N. Cannon, Colleen Leu-Turner, Pan Ma, Ana Villanueva, Haewon Shin, Alekhya Parvathaneni, Joanna Jager, Carlos Bueno-Beti, Angeliki Asimaki, Kory J. Lavine, Jeffrey E. Saffitz, Stephen P. Chelko

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ACM: Condición del ACM: Condición del corazón bajo fuego en la cardiomiopatía arrítmica. Examinando el impacto de la inflamación
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La Cardiomiopatía Arrítmica, que a menudo se abrevia como ACM, es una condición del corazón que se da en familias y afecta a alrededor de 1 de cada 2,000 a 1 de cada 5,000 personas en todo el mundo. Esta condición no es por arterias bloqueadas o ataques al corazón; en realidad, es un problema genético. Lamentablemente, la ACM es una causa importante de muerte cardíaca súbita, especialmente en jóvenes, ya que puede provocar ritmos cardíacos peligrosos. Las personas con esta condición también pueden enfrentar una grave insuficiencia cardíaca con el tiempo. Ahora mismo, tratamientos como los antiarrítmicos, medicamentos estándar para insuficiencia cardíaca y dispositivos como los desfibriladores cardioversores implantables pueden ofrecer alivio temporal, pero el trasplante de corazón es la única forma de curarlo de verdad.

¿Qué causa la ACM?

El detonante principal de la cardiomiopatía arrítmica son las mutaciones en ciertos genes que son cruciales para la integridad estructural del corazón. La mayoría de estas mutaciones ocurren en genes relacionados con los desmosomas cardíacos, que son estructuras que ayudan a mantener conectadas y estables las células del corazón. Los culpables más comunes son las mutaciones en los genes plakofilina-2 (PKP2), desmoplakin (DSP) y desmogleína-2 (DSG2). Aunque otros cambios genéticos pueden presentar síntomas similares, la mayoría de los casos de ACM están ligados a estos genes desmosomales.

A pesar de los avances en genética, los mecanismos exactos de cómo estas mutaciones llevan al desarrollo de ACM siguen sin estar claros. Los investigadores sospechan que diversas vías de señalización dentro de las células, como las vías NFκB, Wnt/β-catenina y Hippo, juegan un papel en este proceso. Estudios recientes también han mostrado una respuesta inflamatoria notable en los corazones de los que tienen ACM.

La respuesta inflamatoria en la ACM

En autopsias de pacientes con ACM, más del 70% de las muestras mostraron signos de fibrosis significativa (cicatrización) e Inflamación en el músculo cardíaco. Estos pacientes también tenían niveles más altos de sustancias inflamatorias en su sangre. Un estudio encontró que una mutación genética específica en ratones, que imita una mutación común de ACM, activó la vía de señalización NFκB relacionada con la inflamación en las células del corazón. Cuando los investigadores lograron bloquear esta vía inflamatoria en estos modelos de ratón, pudieron prevenir el daño cardíaco y mantener la función del corazón.

Los hallazgos sugirieron que las células inflamatorias, como los monocitos y Macrófagos, aumentan significativamente en la ACM. Suprimir el movimiento de estas células hacia el corazón fue suficiente para desacelerar la progresión de la enfermedad en estos modelos de ratón.

Investigando los detalles de la ACM

A pesar del progreso, los investigadores aún enfrentan importantes vacíos en el conocimiento sobre cómo estas células inflamatorias contribuyen a la insuficiencia cardíaca y a los problemas de ritmo cardíaco asociados con la ACM. Se sabe poco sobre cómo son esas lesiones (zonas de daño en el corazón) a nivel celular, o qué otras sustancias clave están involucradas en provocar la inflamación cardíaca. Por lo tanto, entender más a fondo el ambiente celular en las lesiones de ACM es crucial para encontrar nuevos objetivos de tratamiento.

Para recopilar más información, los científicos examinaron tejido cardíaco de seis pacientes con ACM activa y doce donantes sanos. Usaron técnicas avanzadas como la secuenciación de ARN de núcleo único y la secuenciación transcriptómica espacial. Al hacerlo, pudieron mapear las células presentes en las áreas afectadas por la ACM e incluso identificar poblaciones celulares específicas asociadas con la enfermedad.

Lo que encontraron los investigadores

Usando las técnicas de secuenciación, los investigadores identificaron quince tipos celulares distintos en el tejido cardíaco. Descubrieron que había un aumento sustancial en las poblaciones de fibroblastos (que ayudan a reparar el tejido) y células inflamatorias en los corazones de los pacientes con ACM. También notaron que el tejido cardíaco de ACM presentaba cambios importantes en tipos celulares clave, incluidas los miocitos (células del músculo cardíaco), células endoteliales y otras.

Cuando examinaron las células inflamatorias con más detalle, encontraron varios estados diferentes de estos fibroblastos y macrófagos. Específicamente, un tipo de macrófago, marcado por la proteína NLRP3, era particularmente abundante en las muestras de ACM. Parecía que estos macrófagos y fibroblastos pro-fibróticos estaban estrechamente relacionados con áreas de daño en el corazón.

El papel de IL-1β en la ACM

Una de las moléculas inflamatorias que llamó la atención fue IL-1β, una citoquina producida principalmente por macrófagos, que a menudo juega un papel en la respuesta inmune. Los investigadores encontraron que bloquear IL-1β en un modelo de ratón de ACM llevó a mejoras significativas en la función cardíaca y reducciones en la fibrosis cardíaca. Esto indicó que dirigirse a esta molécula podría ofrecer nuevas opciones de tratamiento para manejar la ACM.

Después del tratamiento con IL-1β, los investigadores observaron cambios en el ambiente celular del tejido cardíaco. En particular, hubo menos señales inflamatorias en el músculo cardíaco, y algunos de los genes asociados con enfermedades cardíacas y fibrosis fueron downregulados.

La imagen más amplia de la inflamación y la fibrosis

La cardiomiopatía arrítmica no es solo sobre problemas eléctricos en el corazón; también implica un componente inflamatorio significativo. La inflamación y la fibrosis son características bien conocidas de la ACM. Al observar tejidos post-mortem de pacientes con ACM, se pueden encontrar cicatrices significativas y células inmunitarias infiltrando el músculo cardíaco.

Dado que muchos pacientes con ACM muestran niveles elevados de citoquinas inflamatorias, incluyendo IL-1β, en su sangre, entender cómo funciona esta respuesta es vital para desarrollar tratamientos efectivos. Aunque las terapias actuales ofrecen beneficios a corto plazo, dirigirse a aspectos específicos de la inflamación podría ayudar a reducir el daño cardíaco y mejorar los resultados para los pacientes.

Conclusión: Una nueva dirección para el tratamiento

La presencia de fibroblastos inflamatorios y macrófagos en áreas de daño en la ACM resalta el potencial de tratamientos antiinflamatorios para mitigar la progresión de la enfermedad. Al dirigirse a las vías inflamatorias, especialmente la señalización de IL-1β, los investigadores creen que hay una gran oportunidad para mejorar la vida de quienes tienen ACM. Ya sea con una dieta saludable para el corazón o menos estrés (porque, ¿quién necesita más drama?), parece que manejar la inflamación podría ser la clave para un corazón más sano.

En el complejo panorama de la ACM, donde la genética y la inflamación se entrelazan, hay esperanza para nuevos enfoques terapéuticos en el horizonte. Así que, aunque puede que no tengamos todas las respuestas todavía, definitivamente estamos avanzando en la comprensión de esta grave condición. ¿Y quién sabe? Con un poco más de investigación, podríamos convertir la cardiomiopatía arrítmica de un término aterrador en un problema de salud manejable.

Fuente original

Título: Interleukin-1β Drives Disease Progression in Arrhythmogenic Cardiomyopathy

Resumen: Arrhythmogenic cardiomyopathy (ACM) is a genetic form of heart failure that affects 1 in 5000 people globally and is caused by mutations in cardiac desmosomal proteins including PKP2, DSP, and DSG2. Individuals with ACM suffer from ventricular arrhythmias, sudden cardiac death, and heart failure. There are few effective treatments and heart transplantation remains the best option for many affected individuals. Here we performed single nucleus RNA sequencing (snRNAseq) and spatial transcriptomics on myocardial samples from patients with ACM and control donors. We identified disease-associated spatial niches characterized by co-existence of fibrotic and inflammatory cell types and failing cardiac myocytes. The inflammatory-fibrotic niche co-localized to areas of cardiac myocyte loss and was comprised of FAP (fibroblast activation protein) and POSTN (periostin) expressing fibroblasts and macrophages expressing NLRP3 (NLR family pyrin domain containing 3) and NFB activated genes. Using homozygous Desmoglein-2 mutant (Dsg2mut/mut) mice, we identified analogous populations of Postn expressing fibroblasts and inflammatory macrophage populations that co-localized within diseased areas. Detailed single cell RNA sequencing analysis of inflammatory macrophage subsets that were increased in ACM samples revealed high levels of interleukin-1{beta} (Il1b) expression. To delineate the possible benefit of targeting IL-1{beta} in ACM, we treated Dsg2mut/mut mice with an anti-IL-1{beta} neutralizing antibody and observed attenuated fibrosis, reduced levels of inflammatory cytokines and chemokines, preserved cardiac function, and diminished conduction slowing and automaticity, key mechanisms of arrhythmogenesis. These results suggest that currently approved therapeutics that target IL-1{beta} or IL-1 signaling may improve outcomes for patients with ACM.

Autores: Vinay R. Penna, Junedh M. Amrute, Morgan Engel, Emily A. Shiel, Waleed Farra, Elisa N. Cannon, Colleen Leu-Turner, Pan Ma, Ana Villanueva, Haewon Shin, Alekhya Parvathaneni, Joanna Jager, Carlos Bueno-Beti, Angeliki Asimaki, Kory J. Lavine, Jeffrey E. Saffitz, Stephen P. Chelko

Última actualización: 2024-12-17 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.628020

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.628020.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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