BIOMEDICINA | Estudio en ratones
Reconstruir un corazón con células de la piel
Detalle de un corazón reconstruido. | Lei Yang
- Investigadores estadounidenses logran un corazón bioartificial con células iPS
- Se trata de un andamiaje del corazón de un ratón junto con células humanas
- De momento, aunque el corazón obtenido late no lo hace a un ritmo adecuado
Un corazón bioartificial con células de la piel reprogramadas. Tras el primer paso dado por la investigadora Doris Taylor con la obtención de un corazón a partir de células neonatales, otro grupo de investigadores aporta un nuevo avance en la ingeniería de tejidos: un corazón contráctil de ratón reconstruido con células de la piel humana. Aunque de momento, la técnica no permite un órgano viable, los investigadores se muestran esperanzados para conseguir próximamente 'parches' humanos para reparar corazones dañados.
Se trata de un proceso fácil de explicar: al corazón de un animal, en este caso ratones, se le realiza un lavado con unas sustancias a modo de detergentes para eliminar todo rastro de tejido y células y dejar sólo la estructura o andamiaje interno. Este método, denominado descelularización, fue desarrollado por primera vez hace algo más de cuatro años, en 2008, y desde entonces se ha esperado nuevos avances sobre una técnica prometedora pero futurible.
La enfermedad cardiaca genera cada año miles de muertes. Tan solo en EEUU aproximadamente una persona muere cada 34 segundos debido a un problema cardiaco que, además de fallecimientos, generan miles de patologías y discapacidades a millones de personas en todo el mundo. Aproximadamente, el 50% de los pacientes con enfermedad cardiaca no responde a las terapias disponibles. Por este motivo, son muchos los grupos de investigadores que se han lanzado al estudio de las células madre y su aplicación en los problemas cardiovasculares.
Las claves de la investigación
El equipo de Lei Yang, profesor de biología del desarrollo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh (EEUU), ha querido comprobar si aplicando células iPS (similares a las embrionarias pero procedentes de la piel humana) a un corazón descelularizado de ratones se puede repoblar ese andamiaje con células cardiacas derivadas de esas iPS mediante la técnica de la reprogramación y hacer un tejido contráctil.Primero aplicaron el proceso de descelularización, algo que llevó en torno a unas 10 horas, y después sembraron ese andamiaje con la inyección, a través de los vasos coronarios, de células progenitoras cardiovasculares (MCP, sus siglas en inglés) obtenidas cultivando iPS de piel humana. Es decir, a partir de una biopsia de la piel de una persona, a las células de la piel se les aplican unos factores que las devuelven a un estado primitivo, similar a las embrionarias, y capaz de convertirse en cualquier tipo de células. Tras otro proceso, los investigadores transformaron esas células pluripotentes o iPS en otras de linaje cardiaco y con capacidad a su vez para diferenciarse en otras más específicas presentes en el corazón.
"Este proceso hace que las MCP, que son células precursoras que pueden a su vez diferenciarse en tres tipos de células que el corazón utiliza, que incluyen los cardiomiocitos, las células endoteliales, y células del músculo liso", explica Yang. "Nadie había intentado antes utilizar estas células para la regeneración cardiaca. Resulta que la matriz extracelular del corazón -el material que es el sustrato del andamiaje cardiaco- puede enviar señales para guiar a las MCP y que se puedan convertir en células especializadas que son necesarias para que la función cardiaca sea la adecuada".
Así lo pudieron comprobar 20 días después de haber repoblado el corazón, ya que observaron cómo éste se contraía unas 40 o 50 veces por minuto. "En general, el método usado para la ingeniería del tejido cardiaco incluye la mezcla de células cardiacas funcionales con biomatrices. Nuestra estrategia difiere en que hemos unido la matriz extracelular del corazón con progenitores cardiacos humanos para reconstruir un tejido cardiaco funcional", aclaran los autores del estudio publicado en la revista 'Nature Communications'.
No obstante, señalan que debido a que el ritmo cardiaco de este tejido no es sincrónico, lo que llevaría a la generación de arritmias, su objetivo es llevar a cabo más estudios enfocados en mejorar la fuerza mecánica del corazón y su sincronización eléctrica. De ahí que se muestren cautos a la hora de las aplicaciones de esta técnica.
Lo que sí apuntan estos investigadores como un objetivo plausible es que, en un futuro, tejidos obtenidos con este método podrían servir de modelo para probar la eficacia de ciertos fármacos sobre el corazón o para estudiar el desarrollo fetal cardiaco.
Yendo un paso más lejos, consideran que "podríamos conseguir parches [de tejido] y emplearlos para reemplazar una región dañada por un infarto de miocardio. Podría ser más fácil lograrlos porque no requieren tantas células como las que se precisarían para conseguir un órgano completo", apunta Yang.
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