Con el objetivo de prevenir y tratar arritmias cardíacas, dos equipos de científicos del Centro de Investigaciones Cardiovasculares (CIC), dependiente de la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de La Plata y del CONICET, estudiaron cómo la falla en la regulación de los mecanismos que controlan el calcio intracelular en las células cardíacas puede influir en la aparición de arritmias.
Las arritmias cardíacas pueden ser crónicas o agudas y van desde la fibrilación auricular hasta arritmias ventriculares complejas. Si bien no todas las arritmias son graves, estas son frecuentemente causa de muerte en pacientes con historia de hipertensión arterial mal controlada o con insuficiencia cardíaca. El común denominador de dos trabajos recientemente publicados desde el CIC-UNLP-CONICET es que apuntan a prevenir un fenómeno capaz de generar arritmias llamado “alternancia de calcio”, que consiste en oscilaciones en la cantidad de calcio que las células cardíacas liberan en cada latido y promueve arritmias ya que afecta la actividad eléctrica del corazón.
Uno de los estudios publicados recientemente se centra en los receptores de rianodina del corazón, que son canales que permiten la liberación de calcio desde un reservorio intracelular, lo que es crucial para que el corazón se contraiga y así bombear sangre. Cuando hacemos ejercicio o estamos bajo estrés, el corazón necesita latir más rápido. Sin embargo, esto puede desencadenar problemas si los canales de calcio no funcionan correctamente. Los hallazgos sobre estos receptores podrían ayudar a prevenir y tratar estas alteraciones en el ritmo cardíaco.
El Dr. Luis Gonano, responsable del proyecto junto al Dr. Carlos Valverde, explicó: “nuestro trabajo consistió en registrar en tiempo real las señales fluorescentes emitidas por compuestos sensibles a los niveles de calcio. De este modo, pudimos estudiar en dos modelos complementarios—células cardíacas y corazones perfundidos—la ocurrencia de alternancias de Ca²⁺, un fenómeno que surge ante aumentos de frecuencia, como los que ocurren durante la actividad física o en situaciones de estrés pudiendo provocar arritmias”.
En su investigación reciente, comprobaron que la fosforilación de los canales liberadores de calcio del corazón (RyR2) en el aminoácido serina 2814 permite afrontar aumentos en la frecuencia cardíaca sin generar alternancias de Ca²⁺.
Los resultados obtenidos, que formaron parte de la tesis de licenciatura del biotecnólogo Rodrigo Agüero, demostraron que el corazón no solo es capaz de modificar la frecuencia cardíaca mediante la estimulación del sistema nervioso simpático, sino que, como parte de esta respuesta, el corazón se readapta para mantener su funcionalidad y evitar fallas bajo condiciones de mayor demanda.
Este avance es particularmente relevante, ya que existen terapias antiarrítmicas en desarrollo basadas en la modulación de los RyR2, algunas de las cuales están siendo investigadas por el mismo grupo.
Estos experimentos fueron realizados con la colaboración del laboratorio del Dr. Wehrens del Baylor College of Medicine y el apoyo del FONCYT (PICT 2020). Actualmente, el grupo busca alternativas para financiar la continuidad de la línea de investigación, con el fin de profundizar en la modulación de los RyR2 como estrategia para prevenir y tratar arritmias cardíacas.
Un descubrimiento complementario sobre la hipertensión y las alternancias de calcio
En línea con estos hallazgos, otro grupo del CIC, dirigido por las doctoras Matilde Said y Cecilia Mundiña-Weilenmann, publicó en la misma revista Journal of Molecular and Cellular Cardiology -de alto impacto en la comunidad científica internacional-, un estudio que aporta nueva información sobre el fenómeno de alternancias de calcio (Ca2+ ) en corazones de ratas espontáneamente hipertensas (SHR), un modelo animal ampliamente utilizado para estudiar la hipertensión esencial humana. En estos animales las alternancias de Ca2+ aparecen a frecuencias menores, lo que las predispone a un mayor riesgo de eventos arrítmicos.
Los investigadores demostraron que el bloqueo del intercambiador sodio/calcio (NCX), uno de los principales mecanismos de extrusión de calcio en las células cardíacas, protege contra la aparición de alternancias.
Mediante un modelo de simulación matemática, los resultados pudieron confirmarse y extrapolarse al ser humano. La identificación de mecanismos celulares específicos involucrados en la generación de alternancias es clave para el diseño de enfoques terapéuticos más precisos, lo que minimiza los efectos adversos y mejora la eficacia de las intervenciones clínicas. En particular, la modulación farmacológica del NCX podría representar una estrategia innovadora para reducir el riesgo de arritmias en pacientes hipertensos.
Los hallazgos obtenidos forman parte de la tesis de licenciatura del biotecnólogo Javier Torres y de la tesis doctoral de la biotecnóloga Margarita A. Rodríguez.
Este trabajo fue financiado con el apoyo del FONCyT y del CONICET. No obstante, para consolidar y expandir esta línea de investigación se encuentran buscando nuevos financiamientos, un desafío especialmente complejo en el contexto actual de Argentina.
