Mecánica tisular y mecanotransducción aberrantes durante el desarrollo cardíaco en el síndrome de Down

Área de la Ciencia:

• Biología Cardiovascular
• Biología del Desarrollo
• Genética

Sus antecedentes:

• El síndrome de Down (SD) se asocia con una alta incidencia de defectos cardíacos septales.
• El desarrollo cardíaco aberrante en el SD sugiere mecanismos moleculares y celulares subyacentes.
• La composición de la matriz extracelular (MEC) y la rigidez tisular son críticas para el desarrollo cardíaco.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel de la composición alterada de la matriz extracelular y la rigidez tisular en la mecanotransducción de los cardiomiocitos en el síndrome de Down.
• Examinar la influencia de la trisomía 21 en el desarrollo cardíaco utilizando un modelo de ratón Dp16 y cardiomiocitos derivados de iPSC.
• Identificar posibles vías biomecánicas que contribuyen a los defectos cardíacos congénitos en el síndrome de Down.

Principales métodos:

• Se utilizó el modelo de ratón Dp16 y cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas con trisomía 21 (iPSC-CM).
• Se evaluó la rigidez tisular de los cojinetes endocárdicos en ratones Dp16 en comparación con los de tipo salvaje (WT).
• Se cultivaron iPSC-CM en sustratos de diferente rigidez y se sometieron a estiramiento mecánico cíclico.

Principales resultados:

• Los cojinetes endocárdicos en el modelo de ratón Dp16 mostraron una tendencia hacia una mayor rigidez.
• Los cardiomiocitos derivados de iPSC con trisomía 21 exhibieron una menor proliferación en sustratos más rígidos.
• Los cardiomiocitos derivados de iPSC con SD mostraron respuestas aberrantes al estiramiento mecánico, incluida la desorganización de los sarcómeros y la disminución de la expresión de marcadores cardíacos.

Conclusiones:

• El aumento de la deposición de la matriz extracelular y la consiguiente rigidez tisular pueden contribuir a los defectos cardíacos en el síndrome de Down.
• Los cardiomiocitos con trisomía 21 responden de manera anormal a las señales mecánicas, lo que afecta el desarrollo cardíaco.
• Los factores biomecánicos representan una nueva vía para comprender y potencialmente tratar los defectos cardíacos congénitos en el síndrome de Down.