Pesquisadores descobrem mistérios metabólicos por trás da insuficiência cardíaca

Só nos EUA, mais de 6,7 milhões de pessoas têm insuficiência cardíaca, um número que deverá aumentar para mais de 8,5 milhões até 2030. A insuficiência cardíaca é uma doença progressiva em que o coração se esforça para bombear sangue e oxigénio suficientes para sustentar os órgãos do corpo.

Em um novo artigo, “A Biologia de Sistemas Integrados Identifica Disrupções na Função Mitocondrial e no Metabolismo como Principais Contribuintes para a ICFEP”, publicado em JACC: Básico à Ciência TranslacionalJohn Elrod, professor e diretor do Aging + Cardiovascular Discovery Center, e sua equipe da Escola de Medicina Lewis Katz da Temple University estão investigando um tipo de insuficiência cardíaca chamada ICFEP.

Em colaboração com uma equipa do Cedars-Sinai, liderada por David Lefer, diretor de investigação translacional em cirurgia cardíaca, estes investigadores procuram novos conhecimentos sobre a mecânica e a progressão da doença, na esperança de identificar novos alvos para o desenvolvimento de tratamentos clínicos.

Os casos de insuficiência cardíaca são amplamente categorizados em dois tipos: insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFEr) e insuficiência cardíaca com fração de ejeção preservada (ICFEp). Embora alguns ensaios clínicos de medicamentos tenham sido eficazes no tratamento da ICFEr, poucos foram capazes de abordar a ICFEp.

Devido à falta de compreensão do processo da doença e das terapias para abordá-la, o Instituto Nacional do Coração, Pulmão e Sangue dos Institutos Nacionais de Saúde instou os investigadores a priorizarem o estudo da ICFEP, rotulando-a como a maior necessidade atual não satisfeita na medicina cardiovascular.

“A ICFEp não era realmente reconhecida até cerca de uma década atrás”, explicou Elrod. “Clinicamente, não estava bem caracterizado e não sabíamos nada sobre os mecanismos que conduzem esta doença. Então é isso que nos propusemos a fazer neste artigo.”

A equipe de Elrod empregou uma abordagem de biologia de sistemas para aprender mais sobre a doença, com o objetivo de obter uma compreensão mais profunda e complexa da ICFEP. Os pesquisadores entendem que a ICFEP é uma doença de origem metabólica, e a equipe de Elrod queria aprender mais sobre como os processos metabólicos são afetados nas células cardíacas.

“Nós nos aprofundamos nas mudanças na expressão genética e nas mudanças no metabolismo que apareceram muito cedo na doença”, explicou Elrod. “Algo único neste artigo é o que descobrimos na remodelação mitocondrial, ou as mudanças na aparência das mitocôndrias nas células e como elas estão conectadas a outras organelas”.

Através da sua investigação, a equipa de Elrod descobriu que o acréscimo da obesidade, juntamente com a hipertensão preexistente e a disfunção vascular, era um fator determinante no desenvolvimento da ICFEP. A equipe de Elrod também utilizou sequenciamento de RNA para investigar todas as mudanças na expressão genética das células cardíacas e observou as mitocôndrias da célula por meio de imagens de microscopia eletrônica, que forneceram imagens de super alta resolução para os pesquisadores observarem as mudanças na forma e estrutura mitocondrial ao longo do curso da doença.

Depois de reunir os seus dados multifacetados, a equipa de Elrod conduziu uma análise integrada do percurso, na qual sobrepuseram alterações na expressão genética com alterações nos processos metabólicos para iluminar uma compreensão mais profunda da progressão da doença e do seu impacto na função celular.

Embora sejam necessárias mais pesquisas para desenvolver terapias potenciais para pacientes com ICFEP, Elrod planeja continuar sua investigação sobre as vias metabólicas envolvidas na ICFEP para descobrir se medicamentos ou alterações genéticas podem alterar o curso da doença neste sistema modelo.

“Este é um estudo baseado em descobertas. Isso sempre me entusiasma mais porque não temos uma noção preconcebida sobre o que veremos”, compartilhou Elrod. “Vamos analisar tudo e encontrar uma assinatura, um alvo ou caminho a seguir. Estamos descobrindo o desconhecido e depois testando novas hipóteses”.