La oxitocina, conocida como la hormona del amor, tiene una función previamente insospechada en cultivos de células humanas y de pez cebra por la cual estimula las células maduras en el epicardio del corazón para que se conviertan en células madre, que pueden reemplazar las células cardíacas perdidas por un infarto. Por otra parte, el año pasado, un estudio realizado en 3D visualizó los circuitos de oxitocina en nuestro cerebro.
Este descubrimiento podría utilizarse algún día para estimular la regeneración del corazón humano tras dicho ataque, apuntan los investigadores en la revista 'Frontiers in Cell and Developmental Biology'.
Funciones de la oxitocina
La oxitocina es bien conocida por promover los vínculos sociales y generar sensaciones placenteras, por ejemplo, con el arte, el ejercicio o el sexo, pero tiene muchas otras funciones, como la regulación de la lactancia y las contracciones uterinas en las mujeres, y la regulación de la eyaculación, el transporte de esperma y la producción de testosterona en los hombres.
Ahora, investigadores de la Universidad Estatal de Michigan (Estados Unidos) han comprobado en cultivos de células de pez cebra y humanas, la oxitocina tiene otra función insospechada: estimula a las células madre derivadas de la capa externa del corazón para que migren a su capa media y se conviertan allí en cardiomiocitos, células musculares que generan las contracciones del corazón.
"Aquí demostramos que la oxitocina, un neuropéptido también conocido como la hormona del amor, es capaz de activar los mecanismos de reparación del corazón en corazones lesionados en cultivos celulares de pez cebra y humanos, lo que abre la puerta a posibles nuevas terapias para la regeneración del corazón en los seres humanos", destaca el doctor Aitor Aguirre, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Estatal de Michigan y autor principal del estudio.
Los cardiomiocitos suelen morir en gran número tras un infarto. Al tratarse de células altamente especializadas, no pueden reponerse a sí mismas. Pero estudios anteriores han demostrado que un subgrupo de células del epicardio puede someterse a una reprogramación para convertirse en células similares a las células madre, denominadas células progenitoras derivadas del epicardio (EpiPC), que pueden regenerar no sólo cardiomiocitos, sino también otros tipos de células cardíacas.
"Piense en las EpiPC como los canteros que reparaban las catedrales en Europa en la Edad Media", explica Aguirre. Por desgracia para nosotros, la producción de EpiPCs es ineficaz para la regeneración del corazón en humanos en condiciones naturales.
En cambio, el pez cebra es famoso por su extraordinaria capacidad para regenerar órganos, como el cerebro, la retina, los órganos internos, los huesos y la piel. No sufren infartos, pero sus numerosos depredadores están encantados de dar un mordisco a cualquier órgano, incluido el corazón, por lo que puede regenerar su corazón cuando ha perdido hasta una cuarta parte del mismo. Esto se consigue en parte gracias a la proliferación de cardiomiocitos, pero también a las EpiPC.
Así, los investigadores se planteaban cómo las EpiPC del pez cebra reparan el corazón con tanta eficacia y si se se pudiese encontrar una pista en el pez cebra que pueda impulsar artificialmente la producción de EpiPCs en los seres humanos. Y, según su investigación, la han encontrado en la oxitocina.
Gran descubrimiento en el pez cebra
Para llegar a esta conclusión, los autores descubrieron que en el pez cebra, a los tres días de la criolesión -lesión por congelación- en el corazón, la expresión del ARN mensajero de la oxitocina se multiplica por 20 en el cerebro. Además, demostraron que esta oxitocina viaja al epicardio del pez cebra y se une al receptor de oxitocina, desencadenando una cascada molecular que estimula a las células locales a expandirse y convertirse en EpiPCs. Estas nuevas EpiPCs migran entonces al miocardio del pez cebra para convertirse en cardiomiocitos, vasos sanguíneos y otras células cardíacas importantes, para reemplazar las que se habían perdido.
Los autores demostraron que la oxitocina tiene un efecto similar en los tejidos humanos in vitro. La oxitocina -pero ninguna de las otras 14 neurohormonas probadas aquí- estimula los cultivos de células madre pluripotentes inducidas (hIPSCs) humanas para que se conviertan en EpiPCs, hasta el doble de la tasa basal: un efecto mucho más fuerte que el de otras moléculas que han demostrado previamente que estimulan la producción de EpiPCs en ratones.
Por el contrario, el bloqueo genético del receptor de oxitocina impidió la activación regenerativa de las EpiPC humanas en cultivo. Los autores también demostraron que el vínculo entre la oxitocina y la estimulación de las EpiPC es la importante "vía de señalización TGF-beta", conocida por regular el crecimiento, la diferenciación y la migración de las células.
"Estos resultados muestran que es probable que la estimulación de la producción de EpiPC por parte de la oxitocina esté conservada evolutivamente en los seres humanos en un grado significativo -subraya Aguirre-. La oxitocina se utiliza ampliamente en la clínica por otros motivos, por lo que su reutilización en pacientes con daños cardíacos no es nada descabellada. Incluso si la regeneración del corazón es solo parcial, los beneficios para los pacientes podrían ser enormes".
"Lo siguiente que tenemos que hacer es estudiar la oxitocina en humanos después de una lesión cardíaca -adelanta-. La oxitocina tiene una vida corta en la circulación, por lo que sus efectos en los seres humanos podrían verse obstaculizados por ello. Los fármacos diseñados específicamente con una vida media más larga o una mayor potencia podrían ser útiles en este contexto. En general, es necesario realizar ensayos preclínicos en animales y clínicos en humanos para avanzar", concluye Aguirre.
