ProteA�na versA?til

Enero 2015.- Un filA?sofo romano fue el primero en seA�alar la relaciA?n entre una mente sana y un cuerpo sano y, ahora, los resultados de un nuevo estudio de la Facultad de Medicina de la Universidad estadounidense Johns Hopkins revelan una posible explicaciA?n bioquA�mica: una proteA�na que ya se sabe que actA?a como un antidepresivo natural, mejora el aprendizaje y la memoria, potencia el crecimiento de las cA�lulas nerviosas y nutre los vasos sanguA�neos es tambiA�n un actor central en el mantenimiento de la vitalidad del mA?sculo cardiaco.

Los experimentos del equipo, realizados en ratones y cA�lulas cardiacas cultivadas en laboratorio, muestran que esta proteA�na multi-tarea, un factor neurA?lgico de crecimiento llamado BDNF (factor neurotrA?fico derivado del cerebro), ayuda a mantener la capacidad de las cA�lulas musculares del corazA?n para contraerse y relajarse adecuadamente. Los resultados, publicados en a�?Proceedingsa�?, A?rgano oficial de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, revelan que o bien la deficiencia de BDNF o la insensibilidad celular a la presencia de BDNF pueden precipitar la disfunciA?n del mA?sculo del corazA?n, especialmente en condiciones de estrA�s fA�sico crA?nico o repetido en el corazA?n, como el entrenamiento de resistencia o la presiA?n arterial alta.

En concreto, los investigadores rastrearon el papel de BDNF en una cascada de eventos moleculares de seA�alizaciA?n en las cA�lulas del corazA?n, cuya interrupciA?n provocA? el fracaso del mA?sculo cardiaco. Si se confirma en los seres humanos, los hallazgos podrA�an allanar el camino a nuevos tratamientos para ciertas formas de insuficiencia cardiaca, un trastorno que afecta a casi 6 millones de estadounidenses y mA?s de 23 millones de personas en todo el mundo, segA?n los autores.

AdemA?s, debido a los efectos antidepresivos conocidos de BDNF y su papel como un refuerzo de la salud de las cA�lulas nerviosas, los investigadores creen que los resultados sugieren un posible vA�nculo bioquA�mico entre la depresiA?n y las enfermedades del corazA?n, dos trastornos que tienden a ocurrir a la vez, pero cuya relaciA?n sigue siendo poco conocida.

«Nuestros resultados no sA?lo son un recordatorio de la asombrosa complejidad de la quA�mica del corazA?n y la fisiologA�a, sino tambiA�n un claro ejemplo de la capacidad de una sola proteA�na para actuar en mA?ltiples frentes y afectar a muchos A?rganos y funciones», resalta el investigador principal Ning Feng, becario de CardiologA�a en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

Los hallazgos tambiA�n pueden ayudar a aclarar los medios biolA?gicos detrA?s de las A?ltimos observaciones sin explicaciA?n de que los pacientes con insuficiencia cardiaca cuya funciA?n cardiaca empeora durante el esfuerzo fA�sico tienen bajos niveles de BDNF en la sangre. «Nuestra observaciA?n de que BDNF controla directamente la capacidad de las cA�lulas musculares del corazA?n para latir ofrece adecuadamente una explicaciA?n posible a la disminuciA?n de la funciA?n cardiaca que se ve en personas con insuficiencia cardiaca, especialmente durante el ejercicio», asegura el profesor Nazareno Paolocci, de la Universidad Johns Hopkins.

En una primera serie de experimentos, los cientA�ficos aislaron las cA�lulas cardiacas de roedores, bien con corazones normales o defectuosos en un plato de laboratorio y expusieron las cA�lulas a BDNF. Las cA�lulas normales del corazA?n respondieron contrayA�ndose y relajA?ndose vigorosamente en presencia de BDNF, un fenA?meno marcado por picos de flujo de calcio que desencadenan la contracciA?n en las cA�lulas.

Sin embargo, las cA�lulas de corazones defectuosos, incluso llenas de BDNF, respondieron dA�bilmente o no respondieron. Para determinar por quA�, el equipo se centrA? en el receptor de BDNF, una molA�cula llamada TrkB, situado en la superficie de las cA�lulas y responsable de la recepciA?n de seA�ales quA�micas de BDNF y la transmisiA?n dentro de la cA�lula.

En comparaciA?n con las cA�lulas cardiacas de ratones con corazones normales, las cA�lulas del corazA?n que fallan tenA�an una versiA?n ligeramente diferente del receptor TrkB, una que produce menos de una proteA�na catalizadora responsable de desencadenar la seA�alizaciA?n crA�tica dentro de la cA�lula cardiaca. Esta versiA?n ligeramente inferior del receptor era menos sensible a BDNF, haciendo de las cA�lulas del corazA?n menos sensibles a ella.

Aunque esta variante TrkB es bastante comA?n y no pronostica necesariamente enfermedad, puede hacer que las cA�lulas del corazA?n de aquellos que llevan la versiA?n alterada sean menos capaces de utilizar BDNF, segA?n los investigadores. Ratones modificados para carecer de receptores TrkB en sus cA�lulas del corazA?n desarrollaron una funciA?n cardiaca deteriorada, de forma que sus corazones se contrajeron mal, bombearon sangre de forma menos eficiente y les costA? mA?s tiempo relajarse despuA�s de cada latido.

«Tomados en conjunto, estos hallazgos muestran que cualquier anomalA�a en la forma enque BDNF se comunica con su receptor parece desencadenar una cascada de fallos quA�micos que finalmente conduce a una mala funciA?n cardiaca», subraya Feng.

Los investigadores dicen que las interrupciones en la seA�alizaciA?n adecuada BDNF-TrkB incluso pueden explicar quA� lleva a la insuficiencia cardiaca inducida por la quimioterapia, un efecto secundario serio y bien establecido de ciertos tratamientos contra el cA?ncer.

Estos tratamientos incluyen productos quA�micos que bloquean mA?ltiples receptores del factor de crecimiento, TrkB entre ellos, para detener el crecimiento del tumor. Aunque este enfoque es crA�tico para evitar la progresiA?n del cA?ncer, tambiA�n puede conducir a la insuficiencia cardiaca al interferir con la capacidad de las cA�lulas cardiacas para responder a la BDNF circulante en el cuerpo.

Otro hallazgo importante, segA?n los expertos, es que los ratones en los que los receptores de BDNF habA�an desaparecido permanecieron sensibles a la adrenalina, el neurotransmisor liberado en situaciones de lucha o huida para infundir al corazA?n la energA�a extra necesaria para el funcionamiento cardiaco mA?ximo durante episodios de intensa actividad fA�sica o emocional.

El hallazgo, dicen los cientA�ficos, significa que BDNF afecta a la funciA?n cardiaca de forma independiente y separada de la adrenalina suministrado continuamente energA�a de bajo nivel para la contracciA?n del corazA?n en condiciones normales o periodos prolongados de gasto cardiaco ligeramente elevado, como el entrenamiento de resistencia.

Los investigadores seA�alan que los bajos niveles de BDNF por sA� mismos pueden no ser un motivo suficiente para causar la enfermedad cardiaca inmediata, pero la deficiencia crA?nica BDNF o la insensibilidad, agravada por factores de estrA�s fisiolA?gicos o patolA?gicos adicionales, es un culpable principal en el fomento de la enfermedad.

«En ausencia de estrA�s crA?nico, como la hipertensiA?n o una carga de trabajo elevada del mA?sculo del corazA?n, la deficiencia de BDNF no puede causar la enfermedad en toda regla, pero podrA�a ser la gota que conduce a un ‘corazA?n roto'», concluye Paolocci