El corazón diabético en 3D

Científicos del Instituto Clemente Estable investigan con tecnología de punta este órgano a nivel molecular, para eventualmente revertir un efecto de la diabetes

En las personas que padecen diabetes las células del corazón se tornan más rígidas. Se desordenan, el tamaño de sus núcleos se vuelve irregular y la fibra del tejido muscular se fragmenta. Esta patología puede causar falla cardiaca, hipertrofia (el corazón se agranda y no bombea suficiente sangre) y otros problemas vasculares.

Se estima que en 2030 unos 300 millones de adultos sufrirán diabetes en el mundo. Sin embargo, hasta el momento se desconoce por qué las células del corazón se vuelven más “duras”. Por eso tampoco se sabe cómo revertirlo y evitar sus consecuencias mortales, por ejemplo, desarrollando un medicamento específico.

De hecho, hasta el momento ni siquiera se había podido confirmar que los cardiomiocitos vivos (como se llama a estas células) se volvían más rígidos con la diabetes, solo se asumía. Pero ahora un equipo de investigadores uruguayos ha dado el primer paso: lo pudo ver con sus propios ojos, literalmente.

Fue gracias al potente “ojo” del microscopio de Fuerza Atómica (AFM), adquirido en 2008 por el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE), que el equipo orientado por el doctor Juan Benech pudo ver las células vivas e incluso, fue capaz de “tocarlas”.

Esta tecnología, que costó cerca de US$ 300.000 y es única en el país, es capaz de estudiar la dinámica y mecánica de los diferentes organismos y objetos de interés, desde bacterias y células hasta proteínas y metales. Un sofisticado programa lo conecta con una computadora que trasmite en vivo y en directo la muestra, en este caso, células vivas del corazón de un ratón diabético.

El ojo atómico

El investigador debe sentarse frente al equipo de gran tamaño y configurar una suerte de “brazo” robótico y láser diminuto, empleando una especie de joystick. La operación tarda y debe hacerse con cuidado (actualmente, solo dos personas en el país saben cómo operar el AFM). Una vez hallada la parte que se quiere estudiar, el láser comienza a escanear la muestra, siguiendo su forma. Para todo esto los investigadores solo tienen cerca de una hora, antes de que la célula muera.

En la pantalla aparece a color no solo la célula o tejido sino su relieve y profundidad, por lo que las imágenes pueden verse en tres dimensiones. Cuando la punta del brazo (que es tan pequeña que puede terminar en un átomo) toca la muestra, mide cómo esta se deforma, por ende, su flexibilidad. Justo esto es lo que necesitaba la licenciada en bioquímica Ana Inés Zambrana para su tesis de maestría.

Es que esta tecnología no solo permite obtener una imagen sino la caracterización de la membrana celular, explicó la investigadora. “Se pueden obtener medidas de tensión, de fuerzas (de ahí el nombre). Es lo que estábamos esperando para poder afirmarlo”, dijo Zambrana.

Este microscopio instalado en 2009 en una pequeña sala calefaccionada del IIBCE, aislado del ruido de la calle y protegido por una estructura metálica del tamaño de un lavarropas y con sistemas de amortiguación, ha sido una herramienta esencial para varias investigaciones, entre ellas, la de Zambrana.

Los próximos latidos

El estudio de Zambrana financiado por la Agencia de Investigación e Innovación ya fue enviado a la revista científica Amercian Journal of Physiology y será el primero en presentar evidencia visual y estadística de la rigidez de las células de ratones diabéticos. Ahora, los investigadores trabajan en el próximo paso: identificar las moléculas que causan esa rigidez en las células.

Hasta el momento, tienen una candidata, la proteína llamada SERCA2a, que disminuye en cantidad en los corazones diabéticos y es necesaria para el bombeo normal del órgano. Esto puede llevar a proponer un tratamiento a base de un antioxidante natural que los científicos ya están investigando.

“Lo que hicimos fue constatar que la célula viva del corazón es más dura, pero sería muy bueno contar con una terapia” que le devuelva su elasticidad, dijo Benech.

En tanto, el microscopio de fuerza atómica continúa en la habitación, prestando su ojo tecnológico a científicos de todas las ramas.

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