Cientistas descobrem um novo tipo de célula do coração
Distúrbios em um tipo recém-descoberto de célula cardíaca podem estar subjacentes a certas anormalidades cardíacas congênitas e a uma gama mais ampla de doenças do sistema nervoso autônomo.
- As células, chamadas de nexo glia cardíaco, mostraram desempenhar um papel importante tanto na frequência cardíaca quanto no ritmo cardíaco.
- Anteriormente, os cientistas acreditavam que o nexo da glia ocorria apenas no sistema nervoso central.
As células gliais estão presentes em todo o sistema nervoso e são essenciais para o desenvolvimento e função normais.
Os especialistas categorizam essas células de acordo com sua função primária no sistema nervoso. Os subtipos incluem glia, microglia e astroglia ensheathing.
O sistema nervoso compreende o sistema nervoso central (SNC), o sistema nervoso periférico (SNP) e o sistema nervoso autônomo (SNA). Os dois últimos trabalham juntos para controlar os sistemas e funções dos órgãos não cerebrais, incluindo o movimento muscular, a digestão, as respostas de “lutar ou fugir”, respiração, circulação e frequência cardíaca.
Agora, os pesquisadores descobriram um novo tipo de célula glial no coração que é crucial para o desenvolvimento e função e pode explicar certas anomalias congênitas e outras doenças cardíacas.
Pesquisador Cody Smith, Ph.D. , professor associado do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade de Notre Dame, IN, e colegas relataram suas descobertas na PLOS Biology . Eles também descrevem sua função e localização.
Utilizando tecido de peixe-zebra, camundongos e humanos, o Dr. Smith localizou uma região do coração chamada trato de saída (OT) que abrigava células em sua busca por células semelhantes à astroglial.
A nova descoberta desse nexo glia cardíaco foi consistente em todas as espécies. Curiosamente, esta região do OT afeta a saúde do coração.
Em termos de desenvolvimento, as células neuronais do SNC geralmente precedem as do SNP e do SNA, então o Dr. Smith e sua equipe procuraram a origem dessas populações de células astrogliais antes de chegarem ao coração. Usando o modelo do peixe-zebra, ele confirmou que a origem dessas células gliais era a crista neural localizada no cérebro posterior.
Dentro de 24 horas após a fertilização dos embriões de peixe-zebra, as células gliais começaram a migrar para o coração. No dia 4, eles haviam povoado o AT. Lá, uma parte das células se diferenciou em nexo glia cardíaco, enquanto outra parte se diferenciou em cardiomiócitos e células de músculos lisos.
A equipe do Dr. Smith confirmou mais tarde a presença desses astróglios tanto no tecido cardíaco de camundongos quanto no humano. Ao contrário de pesquisas anteriores, foi a astroglia que precedeu o desenvolvimento neuronal - isso era difícil de explicar, visto que a ramificação axonal dos neurônios só ocorre na ausência da glia.
Para testar a hipótese de que esses nexus glia cardíacos regulam as funções autonômicas relacionadas ao coração, o Dr. Smith e sua equipe removeram ou realizaram a ablação das células em todas as espécies. Em média, as amostras submetidas à ablação tiveram aumento da frequência cardíaca de mais de 20 batimentos por minuto. Esse aumento rítmico da frequência cardíaca é conhecido como taquicardia ventricular.
Uma vez que a taquicardia ventricular ocorre devido a um desequilíbrio da atividade iônica no OT, os cientistas queriam saber se a ausência de nexo glia cardíaco nesta região era a causa primária.
Para fazer isso, eles realizaram a ablação do nexo glia cardíaco em outras regiões, principalmente no átrio - a câmara superior do coração. Não houve efeito na frequência cardíaca, confirmando a importância do nexo glia cardíaco na região de OT.
Além disso, eles descobriram efeitos significativos a jusante dessa ruptura do nexo glia cardíaco nos ramos simpático e parassimpático do SNA. A manipulação química do nexo glia cardíaco causou um grande aumento na duração da fibrilação ventricular - um batimento cardíaco irregular - indicando um papel reativo do sistema nervoso simpático na disritmia.
Dr. Smith observou que 30% das anomalias cardíacas congênitas têm ligações diretas com a disfunção OT. No entanto, ainda não está claro se isso é devido especificamente a uma aberração do nexo glia cardíaco no processo de desenvolvimento.
Compreendendo os neurônios do sistema cardiovascular
Apesar desses novos dados experimentais sobre a manipulação astroglial e função cardíaca, como - ou se - isso se traduz em doenças cardíacas em humanos ainda é desconhecido.
Enquanto as anormalidades cardíacas congênitas são prontamente detectáveis in útero durante a gravidez, os problemas cardiovasculares posteriores são multifatoriais e envolvem uma interação complexa de genética e estilo de vida.
Quando questionado se esta descoberta de astroglia no coração pode estar subjacente a uma ligação potencial entre estresse extremo ou estados emocionais e problemas cardíacos, o Dr. Smith observou que esta nova pesquisa ainda não era translacional. Ele disse ao Medical News Today :
“Acho que é muito cedo para saber o papel fisiológico dessas células. Estamos realmente nas primeiras fases de compreensão de seu papel. [...] Quanto às observações clínicas que você mencionou, minha esperança é que, à medida que começarmos a estudá-las mais em sistemas modelo como o peixe-zebra, saberemos qual conjunto mais restrito de questões o campo pode investigar para os humanos. ”
No entanto, essa descoberta celular foi bastante inesperada e pode ser um prenúncio de futuras descobertas no campo da neurobiologia cardíaca.
“Começamos este projeto porque éramos fascinados com o desconhecido da neurobiologia, mas talvez nos deparamos com uma célula que é relevante para ter um coração saudável. O investimento em ciência básica foi a centelha, no entanto ”, explicou o Dr. Smith.
“Tal como acontece com outras células da glia no sistema nervoso, parece que estamos apenas na ponta do iceberg com o papel da glia no funcionamento do sistema nervoso. É um momento emocionante para se estar no campo. ”