Durante décadas, los científicos han sabido que la muerte cardíaca súbita, una falla en el sistema eléctrico del corazón que lleva a las personas a morir, de repente, ocurre con mayor frecuencia en las horas de la mañana. El análisis de los datos del ambicioso Framingham Heart Study condujo a la documentación científica del curioso vínculo ya en 1987. Pero durante el mismo tiempo, los científicos no han podido hacer mucho con ese conocimiento. Una gran cantidad de documentos a fines de la década de 1980 señalaron posibles explicaciones: la suposición de una postura erguida, por ejemplo, o problemas con el proceso que generalmente evita los coágulos sanguíneos. Aún así, los científicos no han podido precisar un mecanismo básico para explicar la conexión entre el reloj circadiano del cuerpo y el accidente eléctrico que causa la muerte súbita.
Ahora un equipo internacional de investigadores se ha topado con una pista. Mukesh Jain de la Universidad Case Western Reserve en Cleveland y sus colegas identificaron recientemente una proteína cuyos niveles oscilan con el reloj circadiano y, en ratones, también hacen que los canales iónicos que gobiernan el sistema eléctrico del corazón oscilen con el reloj. El 8 de septiembre en Indianápolis en una reunión de la American Chemical Society (ACS), Jain informó que estas oscilaciones también se producen en las células cardíacas humanas. Los resultados apuntan a una era en la que los médicos pueden ser capaces de prevenir la muerte cardíaca repentina, que es la principal causa de muerte natural en los Estados Unidos, matando a más de 300, 000 personas cada año.
Para comprender los entresijos del hallazgo de Jain, primero hay que entender cómo funciona el corazón. Piensa: motor de automóvil, dice James Fang, jefe de medicina cardiovascular de la Facultad de medicina de la Universidad de Utah en Salt Lake City. Está la sangre circulante, que es el combustible. Están los músculos, que bombean ese combustible. Y hay un sistema eléctrico, con separación de carga creada no por una batería sino por bombas de iones y canales de iones. Sin un sistema eléctrico que funcione, los músculos no se expandirán ni contraerán, y la sangre no fluirá. En un ataque al corazón, se bloquea el flujo de combustible al corazón. Pero en la muerte cardíaca repentina, hay un mal funcionamiento eléctrico que impide que el corazón bombee sangre al cuerpo y al cerebro. Los latidos del corazón se vuelven erráticos, a menudo muestran un tipo de arritmia llamada fibrilación ventricular. Ataques al corazón puede conducir al tipo de arritmia que puede conducir a una muerte cardíaca repentina, pero en otros casos no hay un desencadenante obvio. No importa cómo se extraiga el tapón del corazón, la muerte generalmente ocurre en minutos.
Los desfibriladores de emergencia en lugares públicos salvan vidas al ofrecer una forma rápida de sorprender al corazón para que vuelva a funcionar. Pero una nueva investigación sobre los ritmos circadianos de proteínas que se encuentran en los corazones humanos puede ofrecer una mejor solución. Foto de Olaf Gradin a través de flickr
Aunque existen medicamentos para el corazón, piense en los betabloqueantes, los inhibidores de la ECA, no existe un medicamento que actúe específicamente para prevenir la aparición de arritmia. La respuesta médica más común es solo eso: una respuesta. Los médicos tratan el mal funcionamiento eléctrico después de que haya sucedido con un desfibrilador, una tecnología con una historia que se remonta a finales del siglo XIX. En 1899, dos fisiólogos descubrieron que las descargas eléctricas no solo podían crear sino también detener las perturbaciones rítmicas en el corazón de un perro. A fines de la década de 1960, la desfibrilación cardíaca se usaba de manera confiable en las personas. Y en 1985, un médico de la Universidad Johns Hopkins obtuvo la aprobación de la FDA para un desfibrilador implantable.
La desfibrilación ha sido la solución principal para las arritmias potencialmente mortales desde entonces. Estos dispositivos se han reducido de "el tamaño del equipaje al tamaño de una caja de cigarrillos", dice Fang, y las versiones externas automatizadas se han vuelto populares para que los transeúntes puedan ayudar a una víctima sin demora en un viaje en ambulancia. Pero, "es un enfoque un poco tosco", dice Fang. "Los desfibriladores realmente han formado la piedra angular durante las últimas dos o tres décadas, pero en realidad no es una gran solución de gestión", agrega. “No está evitando el problema. Está permitiendo que suceda y luego te sacude ”. Es el equivalente a arrancar un automóvil después de que la batería se agota.
Lo que es más, dice Fang, porque los científicos no saben qué desencadena la arritmia, es difícil predecir quién necesita un desfibrilador. Tomemos, digamos, 100 pacientes que tienen corazones débiles. “Probablemente solo 10 van a morir de repente. No sabemos quiénes son esos 10, por lo que damos desfibriladores a las 100 personas ", dice Fang. “Es excesivo porque 90 ni siquiera lo necesitan. Pero no puedo decir qué 10 van a morir ".
Aquí es donde entra el trabajo de Jain. Su equipo, que ha estudiado durante mucho tiempo una proteína conocida como KLF15, descubrió por casualidad que la cantidad de proteína en un ratón ciclos de tejido cardíaco: de menor a mayor y viceversa durante un período de 24 horas. Aunque Jain no estudia específicamente la electrofisiología, era consciente del vínculo entre el reloj y la muerte cardíaca súbita, y se preguntó si su proteína (que previamente había estado relacionada con algunas enfermedades cardíacas) podría desempeñar un papel. El equipo de Jain descubrió que los niveles de KLF15 deberían ser altos durante las transiciones de noche a día, pero en cambio son bajos en ratones que experimentan una muerte cardíaca repentina, lo que sugiere que sus corazones no tienen suficiente proteína durante una ventana crucial. KLF15 controla los niveles de otra proteína que afecta la forma en que los iones entran y salen del corazón del ratón, lo que significa que los canales iónicos también siguen un ritmo circadiano. Cuando los investigadores eliminaron la presencia de KLF15, "La expresión del canal de iones se redujo y no oscila", dice Jain. "Y estos animales tenían una mayor susceptibilidad a las arritmias ventriculares y la muerte súbita". El estudio fue publicado el año pasado en Nature.
Las observaciones de seguimiento, presentadas en la reunión de ACS, confirman que la oscilación de KLF15 y los canales iónicos ocurren en las células cardíacas humanas. Esos hallazgos "comienzan a construir un caso de que esto es potencialmente importante para la biología humana y la enfermedad humana ", dice Jain.
Jain cree que su trabajo molecular y otros estudios similares en el horizonte podrían conducir a medicamentos que ofrezcan una solución mejor que la desfibrilación. "Necesitamos un nuevo comienzo", dice. "Lo que estamos haciendo no está funcionando". Pero aún queda un largo camino por recorrer. Los estudios futuros intentarán encontrar moléculas que puedan aumentar los niveles de KLF15, buscar otras moléculas relacionadas con el reloj que funcionen en el corazón y buscar variantes genéticas asociadas con la muerte cardíaca súbita.
