La proliferación de los miocitos ventriculares del corazón de mamífero adulto: un fenómeno esporádico pero factible / Proliferation of adult mammalian ventricular cardiomyocytes: A sporadic but feasible phenomenon

La proliferación de los miocitos que forman parte de los ventrículos cardíacos del mamífero adulto ha sido descartada por algunos investigadores con el argumento de que estas células están diferenciadas en forma terminal; sin embargo, este dogma ha sido puesto en duda a partir de los hallazgos de otros investigadores quienes han observado que estos miocitos pueden presentar los procesos necesarios para la proliferación, es decir síntesis de ADN, mitosis y citocinesis, cuando el miocardio se daña en forma experimental con estrategias de tipo farmacológico o quirúrgico, o debido a condiciones patológicas relacionadas con el sistema cardiovascular. Esta revisión integra algunos de los trabajos disponibles en la literatura que han evaluado la síntesis del ADN, mitosis y citocinesis en estas células, en el miocardio dañado, para saber si su proliferación puede ser considerada como un fenómeno factible. La revisión concluye con una reflexión sobre las perspectivas del conocimiento generado en esta área de estudio.

Proliferation of adult mammalian ventricular cardiomyocytes has been ruled out by some researchers, who have argued that these cells are terminally differentiated; however, this dogma has been rejected because other researchers have reported that these cells can present the processes necessary to proliferate, that is, DNA synthesis, mitosis and cytokinesis when the heart is damaged experimentally through pharmacological and surgical strategies or due to pathological conditions concerning the cardiovascular system. This review integrates some of the available works in the literature evaluating the DNA synthesis, mitosis and cytokinesis in these myocytes, when the myocardium is damaged, with the purpose of knowing if their proliferation can be considered as a feasible phenomenon. The review is concluded with a reflection about the perspectives of the knowledge generated in this area.

Functional and structural regeneration in the axolotl heart (Ambystoma mexicanum) after partial ventricular amputation / Regeneración funcional y estructural del corazón de axolotl (Ambystoma mexicanum) después de amputación parcial del ventrículo

In the present study we evaluated the effect of partial ventricular amputation (PVA) in the heart of the adult urodele amphibian (Ambystoma mexicanum) in vivo on spontaneous heart contractile activity recorded in vitro in association to the structural recovery at one, five, 30 and 90 days after injury. One day after PVA, ventricular-tension (VT) (16 ± 3%), atrium-tension (AT) (46 ± 4%) and heart rate (HR) (58 ± 10%) resulted lower in comparison to control hearts. On days five, 30 and 90 after damage, values achieved a 61 ± 5, 93 ± 3, and 98 ± 5% (VT), 60 ± 4, 96 ± 3 and 99 ± 5% (AT) and 74 ± 5, 84 ± 10 and 95 ± 10% (HR) of the control values, respectively. Associated to contractile activity recovery we corroborated a gradual tissue restoration by cardiomyocyte proliferation. Our results represent the first quantitative evidence about the recovery of heart contractile activity after PVA in an adult urodele amphibian, indicating that the heart of A. mexicanum restores its functional capacity concomitantly to the structural recovery of the myocardium by proliferation of cardiomyocytes after PVA. These properties make the heart of A. mexicanum a potential model to study the mechanisms underlying heart regeneration in adult vertebrates in vivo.

En el presente estudio evaluamos el efecto de la amputación parcial del ventrículo (APV) del corazón de un anfibio urodelo adulto (Ambystoma mexicanum) in vivo, sobre la actividad contráctil espontánea del corazón registrada in vitro, a diferentes tiempos después de APV, en asociación a su recuperación estructural. Un día después del daño, los valores de tensión ventricular (TV) (16 ± 3%), tensión auricular (TA) (46 + 4%) y frecuencia cardiaca (FC) (58 + 10%), resultaron ser menores respecto al control. En los días cinco, 30 y 90 después del daño, los valores alcanzaron 61 ± 5, 93 ± 3 y 98 ± 5% (TV), 60 ± 4, 96 ± 3 y 99 ± 5% (AT) y 74 ± 5, 84 ± 10 y 95 ± 10% (FC) de los valores control, respectivamente. Además de la recuperación de la actividad contráctil, corroboramos la recuperación estructural y gradual del tejido miocárdico por proliferación de cardiomiocitos. Nuestros resultados representan la primera evidencia cuantitativa de la recuperación de la actividad contráctil del corazón de un anfibio urodelo adulto después de APV; indicando que el corazón de A. mexicanum recupera su capacidad funcional concomitantemente con la recuperación estructural del miocardio por proliferación de cardiomiocitos. El corazón de A. mexicanum es un modelo potencial para el estudio de los mecanismos de la regeneración miocárdica de vertebrados adultos in vivo.

Regeneración miocárdica en Ambystoma mexicanum después de lesión quirúrgica / Myocardial regeneration in Ambystoma mexicanum after surgical injury

Se realizó resección ventricular en el corazón de Ambystoma mexicanum, se evaluó si la restitución del tejido resulta de hipertrofia o de hiperplasia. Por medio de una tinción tricrómica se encontró que 5 días después del daño en el espacio de la resección se encontró un coágulo rodeado de fibras de colágena (83 ± 6%), músculo (10 ± 3%) y zonas sin tejido (7 ± 2%). Una proporción de 50 ± 4 y 90 ± 2% correspondió a tejido muscular 10 y 30 días después de la lesión. La tinción con bis-Benzimida indicó que en la zona lesionada hay proliferación celular. En tanto que la inmunohistoquímica doble para actina sarcomérica a y antígeno nuclear de proliferación celular mostró que el tejido que restituyó el espacio se produjo por proliferación de cardiomiocitos con un valor máximo de 68%, 5 días después de la lesión. Nuestros resultados indican que el miocardio de A. mexicanum recupera su estructura mediante la hiperplasia de cardiomiocitos y sugieren que su capacidad regenerativa es mayor que la informada para mamíferos adultos (1%), y para otros vertebrados no mamíferos (32%). Esto hace de A. mexicanum un modelo idóneo para estudiar los mecanismos reguladores de la regeneración miocárdica per se, en vertebrados adultos in vivo.

Ventricular resection of the heart of Ambystoma mexicanum was performed and the type of tissue that restored the lesion and if it is by hypertrophy or hyperplasia of myocardium, were evaluated. Masson's trichrome stain indicated that 5 days after resection, the gap was occupied with a blood clot surrounded by collagen fibres (83 ± 6%) and muscle (10 ± 3%) and the rest of area (7 ± 2%) free of tissue. A proportion of 50 ± 4 and 90 ± 2% was muscular tissue, 10 and 30 days after injury. The evaluation with bis-Benzimide indicated cell proliferation in the injured area. The double immunohistochemistry for a-sarcomeric actin and proliferating cell nuclear antigen indicated that the tissue that occupied the injury-produced gap was originated by cardiomyocyte proliferation, which presented a maximum of 68%, 5 day after injury. Our results indicate that the myocardium of A. mexicanum recovers its structure through cardiomyocyte hyperplasia and suggest that the myocardial regenerative capacity is higher than the reported for adult mammals (1%) and other non-mammalian vertebrates (32%). This characteristic makes A. mexicanum a suitable model to study the mechanisms that regulate per se, the myocardial regeneration in adult vertebrates in vivo.