La mayoría de las personas tienen un corazón de dominio derecho, lo que para un médico o investigador significa que tienen una arteria que se extiende desde el lado derecho del corazón para suministrar sangre oxigenada a la parte posterior. Sin embargo, en algunas personas, esta arteria, llamada arteria descendente posterior, proviene del lado izquierdo o de ambas direcciones.
Ahora, un reciente estudio, publicado en la revista Cell, ha identificado que el gen CXCL12 está vinculado con la formación de esta arteria, y que su patrón direccional se define en las primeras etapas del desarrollo humano.
La mayoría de las ramas principales de la arteria coronaria siguen un patrón topológico consistente en casi todos los seres humanos. La arteria coronaria principal izquierda (ACI) se origina en el lado izquierdo de la aorta y da lugar a las arterias descendente anterior izquierda (DAI) y circunfleja izquierda (CCI), que irrigan las paredes anterior y lateral del ventrículo izquierdo, respectivamente. La arteria coronaria derecha (ACD) se origina en el lado derecho de la aorta y recorre el ventrículo derecho hacia la parte posterior del corazón.
A excepción de las anomalías coronarias, que pueden tener repercusiones cardiovasculares adversas, los orígenes y trayectorias de la ACI, DAI, CCI y ACD son constantes en la población.
Anomalía coronaria
Una excepción a esta anatomía estándar es la arteria descendente posterior (CAP), que suministra sangre a la parte posterior del corazón, y las variaciones en su estructura se conocen como dominancia de la arteria coronaria.
En aproximadamente el 80% de la población, la CAP se origina de la arteria coronaria derecha (ACD) (dominancia derecha), pero en alrededor del 10% de los casos, la ACD es más pequeña y la CAP proviene de la arteria coronaria izquierda circunfleja (LCx) (dominancia izquierda). En el 10% restante, las ramas que irrigan la pared inferior del corazón se originan tanto de la ACD como de la LCx (codominancia).
Una variación similar en la anatomía coronaria ha sido observada en ratones, donde el origen de la arteria septal (SpA) puede ser derecho, izquierdo o codominante. Los estudios de cruces entre diferentes cepas de ratones han mostrado que la dominancia en estos animales está regulada genéticamente, y al igual que en los humanos, la dominancia derecha es el fenotipo más común. Sin embargo, en ambos casos, aún se desconoce el proceso exacto y el momento en que se determina la dominancia.
El papel de CXCL12
En conjunto, este novedoso estudio sugiere que el gen CXCL12 desempeña un papel clave en el desarrollo y la organización de las arterias coronarias humanas, influyendo en la determinación del patrón de dominancia coronaria en cada individuo.
Estudios anteriores en ratones y en peces cebra demostraron que el gen Cxcl12 desempeña un papel fundamental en la formación de arterias. Inicialmente identificado como un quimioatrayente de células hematopoyéticas, la eliminación de Cxcl12 en modelos murinos reveló su importancia para el desarrollo arterial.
Otras investigaciones en peces cebra mostraron que las arterias se forman en regiones cercanas a células que expresan Cxcl12, donde esta molécula actúa como una señal paracrina que atrae células endoteliales (CE) prearteriales que expresan su receptor, Cxcr4. Al activarse, estas células migran de forma coordinada para formar arterias maduras o extender las estructuras arteriales ya existentes.
Este mismo proceso se ha observado durante el desarrollo de las arterias coronarias en ratones, donde Cxcl12 se expresa en el tracto de salida, el miocardio y el epicardio. Estudios previos también evidenciaron que Cxcl12 envía señales específicas a las CE prearteriales, un subgrupo minoritario dentro del plexo capilar en formación. Como respuesta, estas células migran en dirección contraria al flujo sanguíneo para unirse y alargar los vasos arteriales, sin afectar la circulación existente.
El gen Cxcl12 también desempeña un papel clave en los procesos de reparación y regeneración coronaria. En ratones neonatos, la regeneración cardíaca tras un infarto de miocardio se activa mediante la inducción de Cxcl12 en los capilares. Esta señal guía la migración de células arteriales hacia las zonas afectadas, donde contribuyen a la formación de derivaciones arteriales colaterales naturales que permiten reperfundir el tejido dañado y favorecen la reinervación del miocardio.
En contraste, aunque los corazones de ratones adultos no poseen capacidad regenerativa, se ha observado que una única inyección localizada de CXCL12 puede estimular la revascularización y mejorar la recuperación del tejido cardíaco. De forma similar, en el pez cebra, la ausencia de Cxcl12 impide la regeneración completa del corazón tras una resección apical, debido a una revascularización insuficiente.
Revascularización médica
Estos hallazgos suponen un avance hacia el desarrollo de la llamada "revascularización médica", un objetivo a largo plazo de los investigadores de este trabajo que busca crear tratamientos capaces de inducir el crecimiento de nuevas arterias para compensar aquellas que presentan obstrucciones o un flujo sanguíneo reducido, en lugar de recurrir a procedimientos quirúrgicos o intervenciones invasivas como el bypass o la angioplastia.
Para lograrlo, se están investigando distintas estrategias. Una de ellas consiste en la administración de factores de crecimiento, como el VEGF (factor de crecimiento endotelial vascular) o el FGF (factor de crecimiento de fibroblastos), que estimulan la formación de vasos sanguíneos.
Otra línea de investigación se centra en la terapia génica, mediante la introducción de genes que codifican estos factores directamente en el tejido afectado. También se explora el uso de células madre o progenitoras, que pueden contribuir a la reparación vascular tanto por su capacidad de diferenciarse en células vasculares como por la secreción de señales bioactivas. Más recientemente, moléculas como CXCL12 han cobrado relevancia por su capacidad para guiar la migración y organización de células endoteliales, promoviendo así la formación de arterias funcionales en zonas isquémicas.
Las aplicaciones potenciales de esta estrategia son amplias, especialmente en pacientes que no son candidatos a cirugía o que no han respondido bien a los tratamientos convencionales. Algunas de las enfermedades que podrían beneficiarse de la revascularización médica incluyen la enfermedad arterial coronaria, la enfermedad arterial periférica y la insuficiencia cardíaca isquémica.
En estos casos, inducir la formación de nuevas vías de irrigación podría mejorar la perfusión del tejido dañado, aliviar síntomas como el dolor o la fatiga y prevenir complicaciones graves como la necrosis o la amputación.
A pesar de los resultados prometedores observados en estudios preclínicos y en algunos ensayos clínicos, la revascularización médica aún enfrenta varios desafíos antes de poder aplicarse de forma generalizada. Es necesario garantizar que los vasos formados sean duraderos, funcionales y seguros, y evitar efectos secundarios como una angiogénesis descontrolada o el desarrollo de tejidos anómalos.
No obstante, este campo representa una de las fronteras más innovadoras de la medicina regenerativa y cardiovascular, con el potencial de transformar el tratamiento de enfermedades isquémicas crónicas mediante mecanismos biológicos más naturales y menos invasivos.
