Es conocido desde hace tiempo que el envejecimiento provoca inflamación en el corazón, pero aún no se comprende con exactitud cómo se distribuyen esos cambios en el órgano.
Ahora, un equipo del Laboratorio Jackson (JAX) ha identificado zonas clave donde se concentran estas señales de inflamación asociada al envejecimiento, lo que proporciona un nuevo mapa del envejecimiento cardíaco y sienta las bases para futuros estudios sobre la salud y el deterioro cardiovascular.
Los investigadores descubrieron que las características celulares asociadas con la inflamación y la cicatrización relacionadas con la edad se concentraban en las válvulas aórticas y la raíz aórtica, donde las células inmunitarias y del tejido conectivo interactúan de maneras que cambian con la edad y pueden influir en la salud del músculo cardíaco circundante.
Estudios anteriores se han centrado a menudo en las células musculares del corazón, especialmente en el ventrículo izquierdo, ya que es la principal cavidad de bombeo que envía la sangre a través de la aorta al resto del cuerpo. Al examinar el corazón en su totalidad, en lugar de centrarse principalmente en su músculo, el equipo reveló una visión más completa de cómo las células cardíacas y sus interacciones moleculares cambian con la edad que es el principal factor de riesgo de las enfermedades cardiovasculares, pero los científicos aún no comprenden del todo cómo afecta al tejido cardíaco a nivel celular. Una de las razones es que las células del músculo cardíaco en los mamíferos son en gran medida incapaces de autorrenovarse y regenerarse.
Para investigar estos cambios relacionados con la edad, el laboratorio de Rosenthal examinó miles de células de corazones de ratones jóvenes y envejecidos mediante una combinación de tecnologías de genómica espacial y de célula única. Investigaciones previas han demostrado que el envejecimiento se acompaña de inflamación crónica de bajo grado. Estudios cardíacos también han documentado este cambio y han reportado aumentos en las células inmunitarias que ayudan a coordinar las respuestas inflamatorias (macrófagos) y en las células estructurales que mantienen el tejido conectivo y forman cicatrices (fibroblastos). Partiendo de esa base, los investigadores descubrieron que los macrófagos presentaban una mayor actividad en genes relacionados con la inflamación y la remodelación tisular, mientras que los fibroblastos mostraban una mayor propensión a exhibir patrones asociados con la fibrosis (o cicatrización). Pero el equipo no solo identificó genes relacionados con la edad en diferentes células, sino que también localizó esas células dentro del corazón, describiendo en detalle cómo las células y los tejidos individuales parecen cambiar con la edad.
En lugar de encontrar signos de envejecimiento distribuidos uniformemente, los investigadores descubrieron focos de inflamación y fibrosis (o cicatrización) concentrados en las válvulas y la raíz aórtica. Concluyeron que estas regiones podrían funcionar como centros del envejecimiento cardíaco, donde se concentran la inflamación y las señales de envejecimiento, influyendo potencialmente en el tejido muscular circundante.
Un hallazgo sorprendente se relaciona con marcadores moleculares comúnmente utilizados para identificar células senescentes o envejecidas. La senescencia ocurre cuando las células dejan de dividirse permanentemente, a menudo como respuesta al estrés o al envejecimiento. Su acumulación puede contribuir a la inflamación crónica, el daño tisular y las enfermedades relacionadas con la edad.
El estudio también identificó genes cuya actividad aumentaba con la edad y se concentraban en las mismas regiones. Dos genes destacaron: Ccl8, una molécula de señalización inflamatoria, y Cdkn1a (también conocida como p21), un marcador ampliamente reconocido de senescencia celular. En conjunto, estos hallazgos refuerzan la evidencia de que las válvulas y la raíz aórtica podrían funcionar como centros localizados del envejecimiento cardíaco.
Así como los cambios relacionados con el envejecimiento no se distribuyen uniformemente en todo el corazón, tampoco son idénticos entre ambos sexos. En los hombres, los fibroblastos envejecidos se asocian con vías moleculares frecuentemente vinculadas a la fibrosis. En las mujeres, los fibroblastos envejecidos se vinculan con vías relacionadas con el desarrollo cardíaco y la producción de proteínas.
Los hallazgos reflejan lo que sucede en los humanos, donde las enfermedades cardiovasculares tienden a aumentar después de la menopausia en las mujeres, pero se desarrollan de manera más gradual en los hombres, dijo Rosenthal, lo que sugiere que estos cambios celulares pueden ser relevantes para las diferencias conocidas en el envejecimiento cardiovascular entre hombres y mujeres.
Si bien se trata de diferencias moleculares, y no de cambios en la función cardíaca ni en el riesgo de enfermedad, los hallazgos podrían ayudar a explicar aspectos conocidos del envejecimiento cardiovascular en humanos. Al comparar los resultados con datos cardíacos humanos publicados anteriormente, los investigadores descubrieron que varios programas moleculares relacionados con la edad, incluidas las vías de respuesta al estrés, eran comunes a ratones y humanos.
El estudio no apunta directamente a nuevas terapias. Sin embargo, proporciona un mapa detallado de dónde ocurren los cambios relacionados con el envejecimiento en el corazón y qué células podrían estar involucradas. El equipo investiga ahora cómo factores como el ejercicio, la dieta y las enfermedades pueden influir en estas interacciones celulares. El objetivo es comprender qué cambios durante el envejecimiento normal podrían hacer que el corazón sea más susceptible a las enfermedades en la edad adulta.
El estudio fue publicado en la revista Aging Cell.
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