Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte (UNC), el Instituto del Corazón McAllister de la UNC y el Centro Integral del Cáncer Lineberger de la UNC (EEUU) caracterizaron la expresión de miles de proteínas cardíacas durante ocho etapas críticas del desarrollo del corazón embrionario.

Esta investigación, publicada en ´Development Cell´, proporcionará a los científicos información muy necesaria para identificar las causas biológicas de la cardiopatía congénita o CHD. "Ahora tenemos un conjunto de datos fundamentales que muestra cómo cambia la dinámica de las proteínas en el desarrollo normal del corazón", indicó la primera autora Whitney Edwards, profesora asistente en el Departamento de Biología Celular y Fisiología de la UNC.

La cardiopatía congénita (CC), una de las enfermedades congénitas más prevalentes, ocurre cuando una persona nace con uno o más defectos estructurales en el corazón o en sus vasos más grandes. Mientras que algunos tipos son leves, otros defectos más complejos causan complicaciones potencialmente mortales.

Estudio de las proteínas cardíacas

Históricamente, la investigación sobre las causas del desarrollo cardíaco normal y anormal se ha centrado principalmente en la genómica y la expresión génica. Pero se ha dedicado mucho menos esfuerzo a evaluar directamente las proteínas cardíacas. Si bien los genes contienen las instrucciones necesarias para producir proteínas, muchos factores pueden generar discrepancias entre la expresión de genes y proteínas.

Para comprender los procesos subyacentes del desarrollo del corazón y las cardiopatías coronarias, es fundamental estudiar tanto el genoma como el proteoma, que es el conjunto de proteínas expresadas en un determinado tipo de célula u organismo.

En este estudio, Edwards y sus colegas aprovecharon una técnica conocida como proteómica cuantitativa multiplexada, una técnica innovadora de etiquetado de proteínas que les permite identificar y medir la abundancia de una gran cantidad de proteínas a partir de cantidades relativamente pequeñas de tejido cardíaco.

Utilizando este método, midieron la expresión de 7.313 proteínas cardíacas y determinaron que aproximadamente 3.799 proteínas muestran diferencias en la expresión a lo largo del desarrollo del corazón. Sus hallazgos ahora se pueden usar para determinar cuándo proteínas particulares y vías moleculares están activas durante etapas específicas del desarrollo del corazón.

Sorprendentemente, el análisis del proteoma cardíaco reveló que las proteínas en la vía del mevalonato, una vía metabólica esencial, se expresan en gran medida a la mitad del desarrollo del corazón. Esta vía produce muchas biomoléculas importantes, como el colesterol, los isoprenoides y la vitamina K.

A través de su análisis exhaustivo, los investigadores determinaron que la vía del mevalonato regula el ciclo de las células del corazón embrionario y las moléculas de señalización críticas. Ahora creen que la vía controla la capacidad de la célula para dividirse y, por lo tanto, puede ser esencial para el crecimiento general del corazón en desarrollo.

Edwards y sus colegas también encontraron que la vía del mevalonato tiene vínculos estrechos con una proteína de señalización particular llamada Yap, importante en la función y regulación del desarrollo cardíaco, la homeostasis y la regeneración.

El laboratorio de Edwards se va a centrar seguidamente en combinar su conjunto de datos de proteómica con datos de genética humana para identificar nuevos objetivos que causan la cardiopatía congénita.