Mitochondria, stem cells and Bioinformatics: A new look for heart failure

Mitochondria, stem cells and Bioinformatics: A new look for heart failure

La Dra. Valentina Parra, académica de la Facultad de Química y Farmacia de la Universidad de Chile, se adjudicó recientemente un proyecto desde el International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB), el cual le permitirá desarrollar una completa línea de investigación, enfocada hacia la Insuficiencia Cardíaca. El proyecto, que tiene una duración de 3 años, comienza este 2019, y se espera, contemple áreas como la bioinformática, la biología celular y biología molecular.

A partir de la indagación en el comportamiento de células madres normales en donde se modificarán proteínas relacionadas con el control del funcionamiento mitocondrial, como un modelo reduccionista para el estudio de la insuficiencia cardíaca, Valentina Parra, Bioquímica y doctora en Bioquímica de la Universidad de Chile, pretende encontrar nuevos blancos moleculares que en un futuro, ayuden en el desarrollo de nuevos fármacos para esta enfermedad, que, entre otras cosas, ha aumentado su prevalencia en la población durante los últimos años.

“Es común escuchar que gran parte de la población ha tenido o conoce a alguien que ha sufrido un ataque cardíaco. Bajo este contexto, y si bien, la tasa de mortalidad asociada no es tan alta, ya que muchos sobreviven, son las consecuencias de esto, las que perjudican enormemente la calidad de vida de miles de compatriotas. En ese sentido, uno de los principales problemas asociados a esta enfermedad, es que no hay tratamiento que la ataque; y si bien, hay fármacos que ayudan a palear los síntomas, no curan la enfermedad en sí”, explica.

Bajo ese prisma, la investigación que lidera la Dra. Parra utiliza un modelo de insuficiencia cardíaca en células madres humanas que serán diferenciadas a células cardíacas, las cuales, sumadas a herramientas de bioinformática y biología molecular, permitirán realizar una búsqueda de nuevos posibles blancos moleculares para, en un largo plazo, generar tratamientos efectivos para dicha patología.

Cambios metabólicos: Un factor común

Uno de los puntos que contribuyeron a la generación de esta línea de investigación, fue comprender que los diferentes tipos de insuficiencia cardíaca poseen un punto de convergencia en su etiología. Si bien, es conocido que esta enfermedad responde a diferentes orígenes y, por tanto, las hay de diferentes características, son los cambios metabólicos, el común denominador para su desarrollo y progresión. En este camino, los investigadores, tienen un protagonista clave para tal alteración a nivel molecular y fisiológica: la Mitocondria.

“Si manejamos la mitocondria y manipulamos algunas de sus proteínas como DRP1, la cual regula la morfología del organelo -la que a su vez ya se ha estudiado que está alterada en la insuficiencia cardíaca de distintos tipos- y generamos una red de expresión de todos los RNA mensajeros y todas las proteínas que se están expresando en ese momento, podríamos buscar qué aspectos hay en común con lo que ya está publicado en torno a los distintos tipos de esta enfermedad. Esto, a su vez, nos haría capaces de generar redes de regulación y transcripción para así probar los resultados que obtengamos en nuestras células madres diferenciadas a células cardiacas, como también en modelos animales de la enfermedad”, señala la académica.

Como es un proyecto que ocupa bastante bioinformática, la Dra. Parra y su equipo, también está colaborando con un profesor de la universidad Estatal de O’Higgins, quien es experto en redes de regulación transcripcional y bioinformática, el Dr. Mauricio Latorre. Por otro lado, la investigadora también colabora con el Dr. Fernando Ezquer, de la Universidad de Desarrollo, quien los provee de células madres humanas sanas, en las que luego se modificará la proteína DRP1, modificando así la función y el metabolismo mitocondrial.

“La idea es elaborar un modelo bien reduccionista en torno a la insuficiencia cardíaca, para así, compararlo bioinformáticamente con los estudios ya existentes, que responden a los distintos tipos de la patología. En ese sentido, una de las cosas que postulamos, fue que nuestro equipo, por medio de herramientas bioinformáticas y moleculares, es capaz de manejar toda la información que está disponible en torno al área”, sostiene.

La postulación

La Dra. Valentina Parra, postuló al proyecto en abril del 2018, y uno de los factores que la ayudó en la positiva recepción del escrito, fue la publicación del paper: “Down Syndrome Critical Region 1 Gene, RCAN 1, Helps maintain a more fused mitocondrial network”, en la prestigiosa revista Circulation Research.

“Con el paper ya publicado, fuimos capaces de explicar y justificar, que con las herramientas que manjeamos en el laboratorio seríamos capaces de levantar y llevar a cabo un proyecto como éste. Finalmente, a la comisión le encantó el proyecto, lo que nos permitió adjuicarlo con un muy alto puntaje y además, muy buenos comentarios”, acota la doctora en Bioquímica de la Universidad de Chile.

Bajo este contexto, los fondos del International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB), responden a financiamiento internacional. Sin embargo, el equipo está compuesto por investigadores chilenos. En el proyecto, que tiene una duración inicial de 3 años, participan la Universidad de Chile (donde se lidera el proyecto), la nueva Universidad Estatal de O´Higgins y la Universidad del Desarrollo.

“Tenemos que empezar a trabajar rápidamente en este proyecto, ya que 3 años no es mucho tiempo. Es por ello, que en enero juntaremos la mayor cantidad de información necesaria para proceder con la compra de los materiales que nos permitirán dar inicio a la modificación de las células madres, su diferenciación y la posterior extracción de datos. Los cuales, serán sometidos, posteriormente, a análisis bioinformáticos”, explica.

Finalmente, la Dra. Parra, enfatiza que la bioinformática es un área que entrará muy fuerte en este proyecto. De hecho, casi todo el primer año, dependerá de ella. “Nosotros siempre pensamos que la bioinformática es la mejor opción que tenemos en este momento, para extraer más y más información en torno a cómo enfrentar el problema de la insuficiencia cardíaca. Esto, más allá de buscar conocimientos específicos, ya que como sabemos muy poco, hay que indagar en lo amplio, y desde lo amplio, empezar a reducir. Por eso postulamos a este proyecto, el cual utiliza una visión amplia, aplicada en un modelo reduccionista”, finaliza la Bioquímica.


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Journalist: Patricio Grunert Alarcón. ®

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