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Publicado importantes resultados sobre un mecanismo molecular que causa un tipo de arritmia cardíaca grave

Blas Echebarria y Enric Àlvarez, investigadores del departamento de Física del grupo de investigación en Biología Computacional y Sistemas Complejos (BIOCOM-SC), junto con investigadores del grupo de investigación de Análisis y Control del Ritmo Cardíaco (ANCLA) de la UPC, y otros científicos internacionales, han identificado uno de los mecanismos moleculares responsables de los alternans cardíacos. Esta es una alteración del ritmo del coro que facilita la inducción de la fibrilación ventricular, un tipo de arritmia potencialmente letal. Este descubrimiento, que se publica en la revista ‘Circulation Research’ (AHA Jounals), abre la puerta a nuevos tratamientos farmacológicos.
Publicado importantes resultados sobre un mecanismo molecular que causa un tipo de arritmia cardíaca grave
Estructura tridimensional de un receptor de rianodina (RyR), la proteína que regula la liberación de calcio en la célula. Entre los factores que regulan su función está la calmodulina (CaM). Utilizando un modelo computacional del funcionamiento del RyR (B), que tiene en cuanta su interacción con la CaM, se ha mostrado que es un factor esencial para entender la aparición de los alternans cardíacos.

Las enfermedades cardiovasculares son una de las principales causas de mortalidad a escala mundial, siente responsables de unos 18 millones de muertes cada año. En España, y en Cataluña, representan casi un tercio de las muertes. Unas enfermedades que también causan una importante disminución de la calidad de vida. Ahora, un equipo internacional de investigadores, liderado por el profesor SR Wayne Chen de la Universidad de Calgary (Canadá), y formado por el grupo de ritmo cardíaco y contracción del'Institut d'Investigacions Biomèdiques de Barcelona (IIBB-CSIC) y del Institut d’Investigació de l'Hospital de la Santa Creu i Sant Pau (IIB Sant Pau), y los grupos de investigación en en Biologia Computacional i Sistemes Complexos (BIOCOM-SC) y de Anàlisi i Control del Ritme Cardíac (ANCORA) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), han identificado uno de los mecanismos moleculares responsable de los alternans cardíacos, una alteración del ritmo cardíaco que facilita la inducción de la fibrilación ventricular, una arritmia potencialmente letal.

El grupo BIOCOM-SC de la UPC lleva ya tiempo utilizando modelos computacionales para estudiar el origen de los alternans cardíacos. Gracias a diferentes colaboraciones multidisciplinarias, ha conseguido desarrollar técnicas computacionales que permiten estudiar diferentes escenarios fisiológicos que explican su origen. El profesor SR Wayne Chen de la Universidad de Calgary, y uno de los mayores expertos en el receptor de rianodina, propuso que esta alteración en la función del receptor podría deberse a su unión a otra proteína (la calmodulina o CaM), que regula su función. Para confirmarlo, el profesor Chen diseñó un experimento, con la ayuda del investigador Hove-Madsen: cambiar la función de la CaM introduciendo en ratones adenovirus modificados para producir, bien la proteína en su estado normal, bien mutaciones de la proteína que hacían aumentar o disminuir su función, observando si esto disminuía o aumentaba la propensión a desarrollar alternans.

Experimentalmente, pero, no es posible observar qué sucede con el RYR, de forma que siempre hay la posibilidad que la CaM esté afectando otro mecanismo regulador, y que haya una explicación alternativa para este efecto. Para confirmar si es el efecto de la CaM al RYR el responsable de este cambio, los investigadores del grupo de investigación BIOCOM-SC han utilizado un modelo computacional que describe en detalle la interacción entre la CaM y el RYR y su efecto en la dinámica cardíaca. Los resultados del modelo matemático concuerdan perfectamente con el que se observa experimentalmente.

Por mis detalle sobre la investigación hecha ver la noticía publicada por la UPC o el artículo cientific:

Ca2+-CaM Dependent Inactivation of RyR2 Underlies Ca2+ Alternans in Intact Heart'. Circulation Research. 2021  Volume 128, Issue 4: e63–e83, originally published December 30, 2020


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