Conocer y comprender los mecanismos que subyacen a la muerte y la supervivencia celular es crucial cuando se trata de enfermedades como la insuficiencia cardíaca, que afecta a millones de personas en todo el mundo. Este ha sido el objetivo de una investigación realizada por científicos de la Universidad Médica y Dental de Tokio (TMDU) (Japón) mediante la cual se ha logrado identificar un mecanismo que protege a los miocitos cardíacos contra la isquemia o la falta de suministro de sangre.

En concreto, tal como se describe en ´Nature Communications´ se ha encontrado una vía de señalización celular que estimula los mecanismos de protección en los miocitos cardíacos, lo que podría abrir vías para el desarrollo de nuevas terapias. "La familia de proteínas Forkhead box O (FoxO) está involucrada en muchas funciones celulares y su actividad celular está estrechamente controlada. Los aspectos más desconcertantes de la función celular de FoxO es que regula tanto los mecanismos promotores como inhibidores de la muerte celular, incluso en las mismas células", según explicó uno de los autores del estudio, el Dr. Maejima Yasuhiro.

Es por ello que  los investigadores de TMDU se centraron en el papel de FoxOs, así como en la quinasa 1 similar a la 20 estéril de mamíferos (Mst1), que se sabe que interactúa con FoxOs para regular procesos como la supervivencia celular. Descubrieron que Mst1 se une a FoxO1 y lo fosforila. Además, cuando tanto Mst1 como FoxO1 se expresaban juntos en los miocitos cardíacos, aumentaba la actividad de los genes que producen antioxidantes protectores, al tiempo que suprimía los genes implicados en la muerte celular. 

En concreto, los investigadores analizaron más de cerca los genes a los que se dirige FoxO1. Descubrieron que los genes antioxidantes tenían sitios de unión tanto para FoxO1 como para otra proteína llamada C/EBP-β, mientras que los genes implicados en la muerte celular tenían sitios de unión solo para FoxO1. 

Posteriormente, otros experimentos demostraron que, en presencia de FoxO1, Mst1 fosforilaba C/EBP-β. Esto aumentaba la unión de FoxO1-C/EBP-β, lo que estimulaba la producción de antioxidantes y otros mecanismos de supervivencia

Efecto sobre las células cardíacas

En ratones modificados genéticamente para que carecieran de FoxO1 o C/EBP-β en el corazón, la exposición a la isquemia durante cuatro horas provocó un aumento de la cantidad de tejido cardíaco muerto. Por otro lado, cuando los ratones que carecían de FoxO1 fueron modificados genéticamente para que expresaran una forma de C/EBP-β fosforilada, la cantidad de tejido muerto en el corazón disminuyó. En conjunto, estos resultados demostraron que esta interacción Mst1-FoxO1-C/EBP-β protegía al corazón contra la isquemia. Y es que la acumulación de líneas de evidencia sugiere que los factores de transcripción de la familia FoxO desempeñan papeles importantes en el desarrollo, la respuesta al estrés, la apoptosis y el metabolismo en el corazón.

De ahí, los autores de este hallazgo consideran que, a largo plazo, a partir de esta vía se podría allanar el camino para el desarrollo de nuevos tratamientos para la insuficiencia cardíaca."Si se puede aumentar el nivel de fosforilación de C/EBP-β sin activar Mst1, es posible promover la supervivencia celular sin activar las funciones perjudiciales de Mst1", señaló, al respecto, el investigador Junichi Sadoshima.