La evolución cardiaca de los vertebrados es un tema de debate recurrente en el ámbito científico, donde la hipótesis de que el diseño del corazón de los peces con esqueleto cartilaginoso, grupo al que pertenecen las rayas y tiburones, refleja fielmente la condición primitiva de los vertebrados cada vez está más extendida. Este grupo de peces se caracteriza por tener un corazón tubular con cinco segmentos dispuestos en serie, a diferencia del de aves y mamíferos, que tiene cuatro cámaras.

Investigadores del Grupo de Estudios Cardiovasculares del Departamento de Biología Animal de la Universidad de Málaga, tras estudiar las primeras etapas del desarrollo del músculo cardiaco en embriones de pintarroja, un tiburón típicamente mediterráneo, han confirmado que este proceso, denominado trabeculación, tiene lugar de forma similar al que presentan aves y mamíferos.

Los científicos, que también forman parte del Instituto de Biotecnología y Desarrollo Azul (IBYDA) y del Instituto de Investigación Biomédica de Málaga (IBIMA), han comparado estos resultados, publicados en Scientific Reports, con otro grupo de peces, los teleósteos, al que pertenece el pez cebra, una especie que desarrolla un mecanismo de trabeculación diferente.

“Al inicio del proceso de formación de trabéculas miocárdicas se observan dos capas celulares en el corazón embrionario de todos los vertebrados: una interna llamada endocardio y otra externa, que es el miocardio en formación. Mientras en los peces cartilaginosos, las aves y los mamíferos las células del endocardio invaden el miocardio en formación dando lugar a espacios que “esculpirán” las trabéculas miocárdicas, en el pez cebra sucede lo contrario, las células del miocardio se dividen en zonas concretas e invaden el endocardio, dando lugar finalmente a estas trabéculas”, explica el investigador de la Facultad de Ciencias de la UMA Miguel López-Unzu, autor principal de este estudio.

Según López-Unzu el mecanismo de trabeculación se ha conservado desde vertebrados basales hasta los mamíferos, mientras que el pez cebra muestra un carácter derivado, no constituyendo, por tanto, un ejemplo fiel de lo que sucede durante las primeras fases de desarrollo del miocardio en el ser humano.

Fotografías realizadas mediante microscopia electrónica de barrido del corazón en formación de la pintarroja en las que se aprecia el proceso de trabeculación del miocardio. Figura adaptada del artículo (López-Unzu et al., Sci. Rep. 2020)

Un hallazgo científico de gran importancia, ya que el pez cebra es un modelo animal muy extendido en las investigaciones biológicas por sus muchas ventajas: es fácil de mantener, cría rápidamente y es modificable a nivel genético. Sin embargo, tras este estudio, se cuestiona la idoneidad del uso del pez cebra como modelo en ciertas investigaciones sobre enfermedades cardiovasculares.

Los investigadores de la UMA Ana Carmen Durán, Borja Fernández, Cristina Rodríguez, Valentín Sans y María Teresa Soto son otros investigadores que han participado en este proyecto, que lleva desarrollándose más de tres años. Así, el material estudiado, huevos fecundados de pintarroja, ha sido obtenido de hembras adultas capturadas por los barcos pesqueros de la Cofradía de Pescadores de Caleta de Vélez (Málaga). También se ha contado con el soporte técnico de los Servicios Centrales de Apoyo a la Investigación (SCAI) de la UMA.

Los investigadores Ana Carmen Durán, Maria Teresa Soto, Miguel López-Unzu y Borja Fernández

Referencia bibliográfica:

López-Unzu, M.A., Durán, A.C., Rodríguez, C. Rodríguez, C., Soto-Navarrete, M. T., Sans-Coma, V., Fernández, B. Development of the ventricular myocardial trabeculae in Scyliorhinus canicula (Chondrichthyes): evolutionary implications. Sci Rep 10, 14434 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-71318-x