Els fibroblasts constitueixen un component essencial del cor, ja que exerceixen funcions clau en la seva arquitectura, desenvolupament i resposta enfront del dany cardíac. En aquest context, un estudi recent liderat per la Universitat de Barcelona presenta un innovador model in vitro que permet analitzar amb precisió els mecanismes d’activació, la identitat cel·lular i les propietats funcionals dels fibroblasts cardíacs. Aquestes cèl·lules no només són fonamentals durant la formació embrionària del cor, sinó que també tenen un paper determinant en els processos de fibrosi associats a diverses malalties cardiovasculars.

Aquest avenç, publicat a la revista Disease Models and Mechanisms, representa el primer model in vitro desenvolupat a partir de ratolins transgènics que permet aïllar de manera específica els fibroblasts derivats de la capa externa del cor (epicardi).

Aquesta innovadora eina permet una anàlisi més precisa del paper d’aquestes cèl·lules en la fibrosi cardíaca i, a més, obre la porta al cribratge i desenvolupament de noves estratègies terapèutiques destinades a revertir patologies que encara no tenen tractaments farmacològics plenament eficaços.

Lidera l’estudi la professora Ofelia Martínez-Estrada, investigadora principal de l’Institut de Biomedicina de la UB (IBUB) i membre del Grup de Recerca Celltec UB, del Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia de la Facultat de Biologia. Les primeres autores són Claudia Müller-Sánchez i María Gertrudis Muñiz-Banciella, també de Celltec UB i l’IBUB. Així mateix, en són coautors els professors Manuel Reina, de Celltec UB, i Francesc X. Soriano, del mateix grup de recerca i de l’Institut de Neurociències de la UB (UBneuro).

Unes cèl·lules decisives en el desenvolupament del cor

En les últimes dècades, s’han desenvolupat diversos models de ratolins transgènics basats en l’expressió del gen WT1. Aquest gen s’expressa a l’epicardi i les cèl·lules derivades de l’epicardi durant el desenvolupament cardíac i és decisiu també en el desenvolupament de la vasculatura coronària.

En el marc de la recerca, l’equip ha desenvolupat un model de ratolí triple transgènic que permet traçar i caracteritzar els fibroblasts derivats de l’epicardi mitjançant molècules indicadores (reporteres) de l’activitat del gen WT1.

«Els fibroblasts derivats de l’epicardi són cèl·lules clau tant en la formació del cor embrionari com en la fibrosi cardíaca», detalla la professora Ofelia Martínez-Estrada, que lidera recerques en biologia cel·lular i desenvolupament cardiovascular al Departament de Biologia Cel·lular, Immunologia i Fisiologia de la UB i l’IBUB.

«A partir d’aquest model animal, hem aconseguit obtenir fibroblasts immortalitzats de manera selectiva. D’aquesta manera, el resultat final és una plataforma in vitro valuosa i versàtil que permet estudiar l’activació, diferenciació i plasticitat d’aquestes cèl·lules, uns processos que són decisius en la fibrosi del cor adult», indiquen les primeres autores, Claudia Müller-Sánchez i María Gertrudis Muñiz-Banciella, que han estat seleccionades per a la secció «First Person» de la revista científica.

Reparar les cicatrius del cor infartat

A més d’aquests resultats, l’equip ha aconseguit ajustar i optimitzar les condicions de cultiu cel·lular per promoure de manera selectiva el creixement de subpoblacions específiques de fibroblasts i potenciar, així, la flexibilitat del model presentat a l’article. Alhora, aquests progressos poden proporcionar una comprensió més profunda de les funcions d’aquestes cèl·lules.

«Els fibroblasts immortalitzats que s’han generat en aquest estudi proporcionen una valuosa via per detectar vies d’activació de la fibrosi induïda per estímuls en fibroblasts cardíacs. Aquesta contribució científica representa una eina complementària als estudis que es fan in vivo», detallen Müller-Sánchez i Muñiz-Banciella.

La capacitat de modificar genèticament aquestes cèl·lules obre noves opcions per desenvolupar models específics per a diferents marcadors. «Aquest avenç ajudaria a comprendre millor els processos cel·lulars i moleculars que impulsen la fibrosi al cor i facilitarien el desenvolupament de tractaments més específics i eficaços», apunten les expertes.

«L’interès científic d’aquest model també s’estén més enllà dels estudis del desenvolupament del cor», continuen. «Els fibroblasts que proliferen després d’un infart de miocardi s’assemblen molt als fibroblasts neonatals, i aquesta característica subratlla la rellevància del nostre model, ja que en els mamífers adults el cor té una capacitat limitada de regeneració».

«A més, la recuperació després d’un infart es produeix mitjançant la formació de cicatrius, en les quals els fibroblasts residents d’origen epicàrdic tenen un paper central», indiquen les autores.

Comprendre els mecanismes reguladors que regeixen l’expansió i diferenciació dels fibroblasts cardíacs en subpoblacions específiques podria ajudar a desenvolupar estratègies terapèutiques que mitiguin els efectes de la fibrosi patològica, «preservant alhora els processos essencials de cicatrització de ferides després de les lesions cardíaques», conclouen les investigadores.