Investigadores consiguen imágenes precisas de componentes musculares cardíacos esenciales
MADRID, 09 (EUROPA PRESS)
Investigadores de la Universidad de Osaka en Japón utilizaron la criomicroscopía electrónica (CryoEM) para obtener imágenes de componentes musculares cardíacos esenciales, conocidos como filamentos delgados, con una resolución sin precedentes. Gracias a esta observación descubrieron el mecanismo por el cual estos filamentos regulan el latido del corazón a través de las contracciones del músculo cardíaco en presencia o ausencia de iones de calcio al cambiar sus conformaciones.
Según han explicado, este trabajo que ha sido publicado en 'Nature Communications', puede tener aplicaciones en el desarrollo de nuevos medicamentos para tratar afecciones cardíacas causadas por mutaciones que afectan estas estructuras y funciones.
El corazón humano es un órgano notable, capaz de bombear sangre durante toda la vida sin descansar. Sin embargo, muchos de los detalles de su funcionamiento interno siguen siendo desconocidos, en parte porque las estructuras exactas de sus proteínas musculares en sus formas naturales son difíciles de imaginar. Esto es especialmente cierto para los filamentos delgados, pequeñas estructuras filamentosas formadas por proteínas llamadas actina, troponina y tropomiosina, debido a sus complejas interacciones y su pequeño tamaño.
"Hace tiempo que se sabe que la contracción del músculo cardíaco se controla mediante el aumento y la disminución repetidos en la concentración de iones de calcio dentro de las células musculares y que el control de la contracción se logra mediante cambios en la estructura de los filamentos delgados cuando estos iones se unen a ellos. Sin embargo, el mecanismo exacto no estaba claro", señalan en la publicación.
Al usar CryoEM, una técnica reconocida con el Premio Nobel de Química 2017, los investigadores de la Universidad de Osaka han revelado las imágenes estructurales de estas proteínas de mayor resolución hasta la fecha. La microscopía electrónica convencional generalmente daña muestras biológicas frágiles, lo que significa que no se puede determinar su forma nativa en el cuerpo. Por el contrario, mediante la técnica cryoEM, las muestras se congelan rápidamente para que las proteínas se puedan obtener imágenes mientras aún están en sus conformaciones nativas.
"Ha sido muy difícil revelar toda la estructura del filamento delgado, pero logramos resolver su estructura utilizando cryoEM y análisis avanzado de imágenes", ha señalado el primer autor Yurika Yamada, cuyo equipo demostró cómo, en ausencia de iones de calcio, el acceso de miosina a las regiones de actina se bloquea para que las cabezas de miosina no puedan unirse a ellas para la contracción muscular. Sin embargo, la unión del ión calcio cambia la conformación de los filamentos delgados, exponiendo los sitios de unión para la contracción.
"Dado que se sabe que muchas mutaciones en las proteínas componentes del filamento delgado causan enfermedades cardíacas, incluidas la hipertrofia cardíaca y la miocardiopatía, las estructuras reveladas podrían proporcionar una base molecular y estructural para el diseño de nuevos fármacos", han señalado otros autores principales, los científicos Takashi Fujii y Keiichi Namba.