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Por primera vez, un corazón de ratón fue capaz de contraerse y volver a latir después de ser despojado de sus propias células y reemplazarlas por células precursoras del corazón humano, según informan científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, en Estados Unidos.
Los resultados, publicados en la edición digital de «Nature Communications», muestran la promesa de que la regeneración de un órgano funcional mediante la colocación de células madre humanas pluripotentes inducidas (iPS), que pueden personalizarse para el destinatario, en un andamio tridimensional podrían utilizarse para el trasplante, modelos de pruebas de drogas y el entendimiento del corazón en desarrollo.
En Estados Unidos, una persona muere de enfermedad cardiaca cada 34 segundos y más de 5 millones de personas sufren de insuficiencia del corazón, lo que significa que tiene una capacidad menor para bombear sangre, dijo el investigador principal, Lei Yang, profesor asistente de Biología del Desarrollo en la Facultad de Medicina de Pitt.
Más de la mitad de los pacientes con enfermedades del corazón no responden a las terapias actuales y hay escasez de donantes de órganos para el trasplante. «Los científicos han estado buscando en la medicina regenerativa y los enfoques de ingeniería de tejidos para encontrar nuevas soluciones a este importante problema», explicó el doctor Yang. «La capacidad de reemplazar una porción de tejido dañado por un ataque al corazón, o tal vez un órgano completo, podría ser muy útil para estos pacientes», resalta el investigador.
Proyecto complejo
Para el proyecto, el equipo primero «descelularizó» o eliminó todas las células de un corazón de ratón, un proceso que lleva alrededor de 10 horas usando una variedad de agentes. Luego, se repobló el marco del corazón restante, o andamio, con células progenitoras multipotenciales cardiovasculares (MCP).
Estas células de reemplazo fueron producidas por células de fibroblastos de ingeniería inversa a partir de una pequeña biopsia de piel para crear las células madre pluripotentes inducidas y luego tratarlas con factores de crecimiento especiales para inducir una mayor diferenciación. «Este proceso hace que las MCP, que son células precursoras, puedan diferenciarse además en tres tipos de células del corazón, cardiomiocitos, células endoteliales y células musculares lisas», concretó Yang. «Nadie ha tratado de utilizar estas MCP para la regeneración del corazón antes. Se convierten en la matriz extracelular del corazón, un material que es el sustrato del andamio del corazón, que pueden enviar señales para guiar a las MCP a convertirse en las células especializadas que son necesarias para la correcta función del corazón», añade.
Después de unas semanas, el corazón del ratón no sólo había sido reconstruido con células humanas, sino que también comenzó a latir de nuevo, a un ritmo de entre 40 a 50 latidos por minuto, según encontraron los investigadores. Se debe realizar más trabajo para que el corazón se contraiga lo suficientemente fuerte para ser capaz de bombear sangre con eficacia y para reconstruir el sistema de conducción eléctrica del corazón de forma que el ritmo cardiaco se acelere y desacelere adecuadamente.
En el futuro, podría ser posible tomar una biopsia de piel simple a partir de un paciente para derivar MCP personalizadas que pueden ser utilizadas como el germen de un andamio biológico y regenerar un órgano adecuado como sustituto para el trasplante, adelantó Yang.
El modelo también podría ser utilizado como un método de laboratorio basado en estudios preclínicos para probar el efecto de los nuevos medicamentos en el corazón o para estudiar cómo se podría desarrollar el corazón fetal. «Uno de nuestros próximos objetivos es ver si es posible hacer un pedazo de músculo del corazón humano –agregó–. Podríamos utilizar los parches para reemplazar una región dañada por un ataque al corazón. Eso podría ser más fácil de lograr, ya que no requiere tantas células como un órgano completo de tamaño humano».
