Um grupo de cientistas produziu o que afirmam ser o catálogo de células mais detalhado do coração humano, incluindo o tecido especializado onde se origina o batimento cardíaco.
Parte do consórcio Human Cell Atlas, que visa mapear todos os tipos de células do corpo humano, pesquisadores de vários institutos do Reino Unido e da Alemanha mapearam oito regiões do coração humano e traçaram o perfil de 75 diferentes estados celulares que mantêm o coração em movimento e ajudam a defender isso de infecções.
O mapa não é algo que a maioria de nós possa apreciar visualmente. É mais como um catálogo molecular de tipos de células e seus genes ativos, e pode ajudar a entender doenças como as que afetam o ritmo cardíaco.
Como podemos sentir dentro de nosso peito acelerado, o coração é um músculo em movimento e impulsos elétricos em ação. As contrações cardíacas resultam do movimento coletivo das células do músculo cardíaco, desencadeadas por impulsos elétricos nas chamadas células marca-passo.
Essas células marca-passo são encontradas principalmente no nodo sinoatrial do coração, uma parte do sistema de condução cardíaca que inclui alguns outros nodos interconectados e feixes de células, que os cientistas não entendem completamente.
“O sistema de condução cardíaca é fundamental para o batimento regular e coordenado de nossos corações”, explica James Cranley, cardiologista especializado em distúrbios do ritmo cardíaco e principal autor do estudo. “No entanto, as células que o compõem são mal compreendidas.”
Para resolver esses tipos de células com mais detalhes, Cranley e seus colegas usaram métodos de transcriptômica de célula única, que decifram como as instruções genéticas codificadas no DNA são lidas em células individuais.
Eles aplicaram esses métodos a amostras de tecido de 25 corações de doadores que não eram adequados para transplante de órgãos, mas inestimáveis para este estudo, que analisou mais de 700.000 células e núcleos individuais.
Ao mapear grupos distintos de células cardíacas em vários doadores saudáveis, a equipe descobriu células marca-passo em estreita conexão com células gliais.
Glia geralmente suporta neurônios no cérebro e sistema nervoso mais amplo. Mas nos nódulos sinoatrial e atrioventricular e no feixe atrioventricular do coração, os pesquisadores encontraram células gliais que suportam processos de sinalização em células marcapasso.
As células marca-passo foram “envolvidas” nas extensões esguias das células gliais, suas conexões lembrando como as células nervosas se unem nas sinapses.
Os pesquisadores também examinaram a camada externa dos corações dos doadores. Lá eles encontraram células imunes chamadas células plasmáticas e confirmaram que elas produzem anticorpos para proteger o coração de infecções nos pulmões próximos.
Com o miocárdio, o tecido muscular do coração, Cranley e seus colegas identificaram uma população de células que parecem particularmente sensíveis ao estresse e à inflamação.
As células tinham muitos genes que codificam receptores para moléculas de sinalização inflamatória e expressavam altos níveis de um peptídeo que tem sido associado à insuficiência cardíaca.
“Ao entender essas células em um nível genético individual, podemos potencialmente desenvolver novas maneiras de melhorar os tratamentos cardíacos”, diz o principal autor, Kazumasa Kanemaru, pesquisador de genômica cardíaca do Wellcome Sanger Institute, no Reino Unido.
Além disso, os pesquisadores categorizaram as células marca-passo com base nos tipos de canais iônicos que expressam, esperando que suas descobertas possam aprofundar a pesquisa sobre o que acontece quando o sistema de fiação do coração falha e por que algumas terapias cardíacas não funcionam conforme o planejado.
Canais iônicos são porteiros celulares que permitem que moléculas carregadas entrem e saiam das células. Essa breve polarização aciona sinais elétricos importantíssimos nas células marca-passo que acionam o coração.
“Em conjunto, esses dados fornecem um mapa altamente específico de genes e células do sistema de condução [cardíaco]”, concluem os pesquisadores.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
