Mistério de 500 anos sobre o coração humano pode ter sido finalmente resolvido
Um time internacional de pesquisadores, englobando colaboradores do Instituto Europeu EMBL de Bioinformática (EMBL-EBI), Laboratório Harbor Cold Spring, Instituto de Ciências Médicas MRC, Universidade de Heidelberg e o Politecnico di Milano, parece ter finalmente solucionado um mistério na estrutura do músculo cardíaco que se arrastava há 500 anos, desde que Leonardo da Vinci primeiro levantou a questão. O achado dos pesquisadores foi descrito em um estudo publicado ontem no periódico Nature (1), e joga luz em um distinto e complexo emaranhado de fibras musculares que reveste a superfície interna do coração.
As câmaras do coração cardíaco humano maduro (totalmente desenvolvido) possuem uma complexa superfície interna cuja função é desconhecida. Ao contrário do endotélio liso dos grandes vasos sanguíneos, a superfície endocardíaca de ambos os ventrículos (direito e esquerdo) é revestida com uma rede fenestrada (com aberturas) de músculos trabeculares que se estendem para dentro da cavidade. O desenvolvimento embrionário da trabécula cardíaca é orientado por caminhos de sinalização altamente conservados (ou seja, alvo de forte seleção positiva ao longo da evolução) que fazem a ponte endocárdio-miocárdio incluindo a matriz extracelular, e que regulam a proliferação miocárdica durante a morfogênese cardíaca.
Estudos celulares sugerem que a trabécula cardíaca possui uma identidade molecular e de desenvolvimento que é distinta dos tecidos compactos do miocárdio. A alta área superficial da trabécula permite difusão facilitada de nutrientes e oxigênio do sangue para o miocárdio durante o desenvolvimento embrionário (antes da circulação coronária ser estabelecida). A trabécula também é importante para a formação do sistema de condução (grupo de células musculares cardíacas especializadas nas paredes do coração que enviam sinais para o músculo cardíaco responsáveis pela sua contração).
Análises teóricas têm proposto que a complexa estrutura da trabécula pode contribuir para eficientes padrões de fluxos intraventriculares. Apesar de hipertrabeculação ser observada como característica de algumas cardiomiopatias geneticamente determinadas, sua função fisiológica da trabécula em adultos, sua arquitetura genética e seu potencial papel em doenças cardiovasculares permanecem elusivos. Nesse sentido, é comumente sugerido que a trabécula seria apenas um remanescente do desenvolvimento embrionário - talvez como os mamilos nos homens.
Leonardo da Vinci (2) - o gênio polímata Italiano do século XVI e uma das figuras mais importantes do Alto Renascimento - foi o primeiro acadêmico conhecido a descrever a trabécula miocárdica e seus padrões fractais similares a cristais de gelo. Ele especulou que essa estrutura servia para aquecer o sangue à medida que este fluía através do coração.
Para melhor esclarecer essa questão, os pesquisadores no novo estudo realizaram uma análise de associação genômica ampla (GWAS) visando investigar fenótipos da trabécula cardíaca a partir da análise fractal (usando 25 mil imagens por ressonância magnética) da morfologia trabecular em 18096 participantes do banco de dados genéticos UK Biobank. Eles identificaram 16 loci (regiões genômicas) relevantes que continham genes associados com fenótipos hemodinâmicos e com a regulação da arborização citoesquelética. Em seguida, usando simulações biomecânicas e dados observacionais dos participantes, os pesquisadores demonstraram que a morfologia trabecular é uma importante determinante de performance cardíaca.
Por fim, através de estudos de associação genética com fenótipos de doenças cardíacas e randomização Mendeliana envolvendo dados clínicos de ~50 mil participantes, os pesquisadores encontraram uma relação causal entre a morfologia trabecular e o risco de doenças cardiovasculares.
Somados, os achados fortemente sugerem uma função previamente desconhecida e importante para a trabécula miocárdica no coração de humanos adultos, cuja preservação seria crucial para a performance cardíaca e para prevenir o desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Ou seja, a trabécula parece estar longe de ser uma estrutura vestigial do desenvolvimento embrionário. O melhor entendimento dessa estrutura muscular pode ser chave para o estudo e otimização de intervenções visando doenças cardiovasculares.
(1) Publicação do estudo: Nature
(2) Leitura recomendada: Qual é a relação entre Leonardo da Vinci, genética, evolução e TDAH?
Reviewed by Saber Atualizado
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agosto 20, 2020
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