El Papel Oculto del Flujo Sanguíneo en la Salud del Corazón
El flujo sanguíneo influye en la salud del corazón y los vasos más de lo que pensábamos.
Freddy Suarez Rodriguez, Noora Virtanen, Elmeri Kiviluoto, Rob C. H. Driessen, Feihu Zhao, Carlijn V. C. Bouten, Oscar M. J. A. Stassen, Cecilia M. Sahlgren
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué es el estrés de corte?
- El papel de las células endoteliales
- La presión hace la diferencia
- ¿Qué es la Vía de señalización Notch?
- El tira y afloja de Jagged1
- Impacto de los diferentes niveles de flujo sanguíneo
- Jagged1 y el comportamiento de las células endoteliales
- El impacto de silenciar Jagged1
- Fuerzas mecánicas y actividad quinasa
- La relación con VEGFR2
- El misterio de los inhibidores de Notch
- Jagged1 en peces cebra
- El papel de ERK
- La importancia del estudio
- Direcciones futuras
- Pensamientos finales
- Fuente original
La sangre no es solo un líquido rojo; tiene una chamba que hacer. Entre sus muchas tareas, el flujo sanguíneo juega un papel clave en moldear nuestro corazón y vasos sanguíneos. Este proceso se llama morfogénesis cardiovascular. Cuando la sangre fluye a través de nuestros vasos, crea fuerzas que pueden influir en cómo se desarrollan, mantienen su estructura y cómo enfermedades como la aterosclerosis pueden comenzar o progresar.
¿Qué es el estrés de corte?
Cuando la sangre fluye, no solo se mueve en línea recta como un río tranquilo. En su lugar, crea lo que se conoce como "estrés de corte del fluido" (FSS). Este FSS es una manera elegante de decir que el flujo sanguíneo empuja contra las paredes de nuestros vasos sanguíneos. Las Células Endoteliales, que son las que recubren nuestros vasos, sienten este estrés. Es un poco como cuando sientes el viento empujándote cuando caminas afuera. Estas células necesitan responder a ese empujón para mantener nuestros vasos sanguíneos saludables.
El papel de las células endoteliales
Las células endoteliales son como los guardaespaldas de tus vasos sanguíneos. Necesitan estar al tanto de las fuerzas cambiantes del flujo sanguíneo. Cuando la sangre fluye suavemente, eso es bueno para esas células y las ayuda a mantenerse sanas. Pero cuando el flujo no es suave, o si es muy débil, eso puede causar problemas. Las áreas con flujo sanguíneo débil son más propensas a desarrollar bloqueos o placas, como un fregadero que se tapa. Estas placas pueden eventualmente llevar a enfermedades serias como infartos.
La presión hace la diferencia
Los diferentes vasos sanguíneos experimentan distintas cantidades de presión del flujo sanguíneo. La presión puede variar desde súper baja (como un grifo apenas goteando) hasta bastante alta (como una manguera de bomberos fuerte). Las células endoteliales reaccionan de diferente manera dependiendo de cuánta presión sienten. Algunas pueden alarmarse y comenzar a reaccionar al flujo, mientras que otras pueden relajarse.
Vía de señalización Notch?
¿Qué es laAhora hablemos de un ayudante que tienen las células endoteliales: la vía de señalización Notch. Es esencial para mantener nuestro sistema cardiovascular en forma. Piensa en ello como una línea de comunicación entre células. Cuando ciertas señales llegan, las células saben cuándo crecer, cuándo reparar y cómo comportarse en general.
La señalización Notch es bastante ingeniosa. Cuando las células envían una señal, se une a las proteínas Notch en las células vecinas. Esta unión le dice a las células vecinas que actúen de cierta manera, manteniendo todo en equilibrio. Si la señalización está fuera de lugar, puede llevar a problemas en nuestros vasos sanguíneos y corazón.
El tira y afloja de Jagged1
Aquí entra Jagged1, una proteína especial que interactúa con la vía Notch. Pero no dejes que el nombre te engañe; no es solo un borde irregular. Juega un papel importante en la salud de los vasos sanguíneos.
Cuando la sangre fluye con fuerza, puede animar a Jagged1 a activarse, lo que ayuda a mantener la estructura de los vasos sanguíneos. Sin embargo, en áreas donde el flujo sanguíneo es débil, Jagged1 puede volverse un poco demasiado cómodo y promover la formación de placas. Así que es como tener un amigo que puede ser de gran ayuda o el alma de la fiesta que se descontrola.
Impacto de los diferentes niveles de flujo sanguíneo
Los científicos han estado midiendo cómo diferentes niveles de flujo sanguíneo pueden influir en Jagged1 y su comportamiento. Cuanto más lo estudian, más descubren que no todos los flujos sanguíneos son iguales. En áreas con flujo fuerte y suave, Jagged1 se comporta y ayuda a mantener todo en orden. Pero en áreas con flujo más débil, puede empezar a causar problemas, lo cual es un poco como un arma de doble filo.
Jagged1 y el comportamiento de las células endoteliales
Para entender mejor cómo se comporta Jagged1 con diferentes flujos sanguíneos, los investigadores pusieron células endoteliales en diversas condiciones de flujo. Se descubrió que cuando estaban expuestas a un flujo constante, Jagged1 se movía dentro de las células y hasta comenzaba a agruparse en áreas específicas. Este tipo de comportamiento significa que Jagged1 está respondiendo a los cambios en el flujo, lo que puede influir en qué tan bien funcionan las células endoteliales.
El impacto de silenciar Jagged1
Cuando los investigadores silenciaron Jagged1 en experimentos, notaron que algunas vías de señalización relacionadas con el flujo sanguíneo se vieron afectadas. Sin Jagged1, las células endoteliales no activaban las mismas vías que ayudan a regular la función de los vasos sanguíneos. Esto sugiere que Jagged1 está desempeñando un papel importante en ayudar a las células a responder a los cambios en el flujo sanguíneo.
Fuerzas mecánicas y actividad quinasa
¡Pero hay más! Los investigadores querían ver si al aplicar fuerzas físicas a Jagged1, podían estimular ciertas actividades en las células. Inteligentemente, adjuntaron pequeñas perlas magnéticas a Jagged1, y luego usaron imanes para tirar de estas perlas. Este tirón parecía activar vías de señalización específicas en las células, lo que era una clara indicación de que la presión física podría influir en el comportamiento de las células.
La relación con VEGFR2
Los experimentos también señalaron otra proteína llamada VEGFR2. Esta proteína es esencial para el crecimiento y la salud de los vasos sanguíneos. Cuando Jagged1 fue tirado con esas perlas magnéticas, activó VEGFR2, lo que significa que estaba ayudando a las células a comunicarse mensajes importantes. Esta comunicación ayuda a las células endoteliales a crecer y mantener su estructura.
El misterio de los inhibidores de Notch
Curiosamente, cuando los investigadores bloquearon la vía Notch en las células, encontraron que Jagged1 aún podía activar VEGFR2. Esto indica que Jagged1 tiene vida propia y no siempre trabaja a través de la señalización Notch. Sugiere que Jagged1 podría tener algunos talentos ocultos que van más allá de lo que los científicos pensaban anteriormente.
Jagged1 en peces cebra
Para ver cómo funciona Jagged1 en la vida real, los investigadores se fijaron en los peces cebra. Estas pequeñas criaturas son geniales para estudiar por sus cuerpos transparentes y desarrollo rápido. Al eliminar Jagged1 en los peces cebra, observaron algunos cambios interesantes. Los peces mostraron signos de edema cardíaco, que es como hinchazón en el área del corazón. Esto indicó que Jagged1 era importante para la salud del corazón, y su ausencia llevó a complicaciones.
El papel de ERK
Mientras examinaban peces cebra sin Jagged1, los investigadores miraron a otro jugador importante: ERK. ERK es una molécula de señalización que ayuda a controlar una variedad de procesos celulares. Cuando faltaba Jagged1, la actividad de ERK se redujo. Este hallazgo se alinea con la idea de que Jagged1 es un actor clave en el desarrollo del corazón y que su ausencia puede llevar a problemas de salud significativos.
La importancia del estudio
En conclusión, esta investigación ilumina cómo el flujo sanguíneo y proteínas específicas como Jagged1 y Notch trabajan juntas para mantener la salud cardiovascular. Todo se trata del equilibrio de señales en el cuerpo. Si una parte se descontrola, puede llevar a problemas mayores más adelante, como un efecto dominó. Así que la próxima vez que pienses en sangre, recuerda: no solo está bombeando por tus venas. También está moldeando activamente tu salud y bienestar, un latido a la vez.
Direcciones futuras
Este estudio abre nuevas avenidas para entender las enfermedades cardiovasculares. Al enfocarse en los roles de Jagged1 fuera de la señalización Notch tradicional, los investigadores pueden profundizar en cómo estas proteínas interactúan con el flujo sanguíneo. Entender estas relaciones puede llevar a tratamientos y terapias mejoradas para enfermedades del corazón.
Pensamientos finales
Así que, ¡mantente atento, amigos! El mundo del flujo sanguíneo y la salud del corazón está lleno de sorpresas. ¿Quién diría que componentes tan pequeños podrían tener efectos tan grandes? Solo demuestra que, en el complejo mundo de la biología, hasta los jugadores más diminutos pueden tomar el centro del escenario.
Título: Jagged1 is a Notch-independent mechanotransducer in endothelial cells
Resumen: Fluid shear stress (FSS) from the blood flow is a crucial regulator of vascular physiology and is associated with major cardiovascular pathologies. Endothelial cells are the primary mechanotransducers of FSS. Here, we show that Jagged1, a canonical ligand of the Notch pathway, modulates biomechanical signaling in endothelial cells in response to FSS. We found that changes in FSS magnitude alter the expression and localization of Jagged1 independently of its effect on Notch expression or activation. Deletion of Jagged1 decreases FSS-induced VEGFR2 and ERK activity in vitro and causes attenuated kinase activity and cardiac defects in zebrafish embryos without significant changes in canonical Notch activity. We show that direct physical stimulation of Jagged1 induces mechanosignaling through the VEGFR2 pathway, independently of Notch signaling but mediated by Jagged1-induced Src activation. Our findings suggest a novel non-canonical role for Jagged1 as a mechanotransducer in endothelial cells with implications for cardiovascular morphogenesis and disease. One Sentence SummaryJag1 activates endothelial mechanosignaling through Src.
Autores: Freddy Suarez Rodriguez, Noora Virtanen, Elmeri Kiviluoto, Rob C. H. Driessen, Feihu Zhao, Carlijn V. C. Bouten, Oscar M. J. A. Stassen, Cecilia M. Sahlgren
Última actualización: 2024-11-15 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.14.623558
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.14.623558.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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