Un treball liderat pel grup de Malalties Cardiovasculars del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) ha identificat un mecanisme molecular innovador implicat en les alteracions de l’estructura de les crestes mitocondrials durant l’envelliment del cor que té conseqüències negatives sobre l’eficiència energètica dels mitocondris, les fàbriques d’energia de les cèl·lules, i que pot participar en  la intolerància a l’exercici i afavorir el desenvolupament d’insuficiència cardíaca durant l’edat avançada. L’estudi, publicat a la revista Aging Cell, s’ha portat a terme en col·laboració amb l’àrea de Malalties Cardiovasculars del CIBER (CIBERCV), el Centre Nacional d’Investigacions Cardiovasculars Carlos III de Madrid i la Universitat Thomas Jefferson d’Estats Units.

El cor és l’òrgan del cos que més energia genera i consumeix per garantir la seva activitat contràctil ininterrompuda i, per això, les cèl·lules musculars cardíaques (els cardiomiòcits) contenen el major nombre de mitocondris (fins a un 40% del seu volum cel·lular). Amb l’edat, els cardiomiòcits es tornen menys eficients i s’adapten pitjor a situacions de gran demanda metabòlica (esforç). Això pot evolucionar cap al desenvolupament d’insuficiència cardíaca, una de les patologies més prevalents en l’edat avançada, responsable d’una important pèrdua de la qualitat de vida i que segueix tenint un pronòstic molt pobre. La deficiència energètica mitocondrial durant l’envelliment també participa en la mort dels cardiomiòcits durant l’infart de miocardi. El 2019, el mateix grup de recerca del VHIR va identificar una pèrdua de la capacitat dels cardiomiòcits vells per detoxificar certs intermediaris metabòlics altament tòxics (els productes dicarbonílics) que acaben per provocar danys terminals a diverses proteïnes (glicacions espontànies) amb conseqüències poc conegudes.

Ara, els investigadors han identificat l’ATP sintasa mitocondrial com una important diana molecular d’aquest atac químic i han investigat les conseqüències fisiopatològiques que això pot tenir sobre els cardiomiòcits. A partir de models cel·lulars i de ratolí i utilitzant tècniques d’espectrometria de masses i microscòpia d’alta resolució, s’ha demostrat que la glicació d’aquesta proteïna provoca canvis estructurals en el mitocondri. “Perquè el mitocondri generi energia de forma eficient, és necessari que la seva membrana interna es plegui en crestes mitocondrials. L’ATP sintasa mitocondrial participa en el correcte plegament de la membrana mitocondrial en totes les cèl·lules eucariotes. Per primera vegada, hem vist que amb l’edat, i a causa de la glicació de l’ATP sintasa, les crestes de molts mitocondris no tenen la curvatura correcta. Això redueix notablement la capacitat de generar energia i amb el pas del temps pot derivar en un dèficit energètic patològic i l’aparició d’insuficiència cardíaca”, explica la Dra. Marisol Ruiz-Meana, investigadora principal del grup de Malalties Cardiovasculars del VHIR i investigadora del CIBERCV. A causa de que l’ATP sintasa mitocondrial també es relaciona amb l’aparició de porus a la membrana mitocondrial que acaben per provocar la mort dels cardiomiòcits per col·lapse energètic, aquest mecanisme de dany molecular augmenta també el risc de que les cèl·lules del cor morin durant la isquèmia (infart de miocardi).

Els resultats es validaran ara en humans amb l’objectiu de buscar estratègies farmacològiques per prevenir la insuficiència cardíaca. “Conèixer aquests mecanismes ens ajudarà a estudiar com evitar l’acció dels productes de la glicació sobre les cèl·lules i/o a revertir les conseqüències funcionals derivades”, conclou la Dra. Ruiz-Meana.

Aquest treball ha estat possible gràcies al suport de l’Institut de Salud Carlos III i la Societat Espanyola de Cardiologia.