¿Podemos
traer corazones de entre los muertos?
A los cirujanos les gusta decir que cuando alguien
sufre un ataque al corazón, el tiempo es músculo. El corazón depende de un
suministro continuo de oxígeno desde las arterias coronarias; si se
bloquean y el suministro se detiene, las células musculares del corazón
comienzan a desaparecer en pocos minutos. En muchos casos, a menos que los
cirujanos puedan aliviar el bloqueo en una hora, se pierden irreversiblemente
más de mil millones de células musculares.
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| insuficiencia cardíaca |
Aquellos que sobreviven a menudo se quedan con
insuficiencia cardíaca
Pero incluso dentro de los próximos cinco años, la
medicina regenerativa puede proporcionar una nueva alternativa radical: crecer
en vivo, superando los "parches cardíacos".
El desafío es que, a diferencia de algunos de nuestros
otros órganos, como la piel y el hígado, el corazón tiene una capacidad muy
limitada de auto-sanar. Las células musculares del corazón se replican a
una tasa de solo 0.5% por año, no suficiente para reparar cualquier daño
significativo. En cambio, las células muertas son reemplazadas por gruesas
capas de tejido duro y rígido, lo que significa que las secciones del corazón
simplemente dejan de funcionar.
Por el momento, la única opción médica para pacientes
con insuficiencia cardíaca es un trasplante de corazón. Pero la falta de
órganos de donantes significa que solo 200 de estas operaciones se pueden
realizar en el Reino Unido cada año. "No creo que podamos obtener la
cantidad de donantes que necesitamos porque no se consigue que miles de jóvenes
mueran con corazones sanos", dice Sinha. "Solo hay un grupo muy
pequeño de personas que han muerto, en accidentes de tráfico o lesiones en la
cabeza, donde el corazón todavía es fuerte y se puede utilizar para un
trasplante".
La medicina de células madre puede proporcionar una
alternativa. En ensayos clínicos, los científicos han intentado
remuscularizar los corazones dañados mediante la inyección de células madre individuales,
que pueden desarrollarse en muchos tipos diferentes, desde la sangre o la
médula ósea del paciente directamente al corazón.
Si bien estos enfoques han regenerado con éxito vasos
sanguíneos dañados y, por lo tanto, mejorado el flujo sanguíneo al corazón, han
demostrado un beneficio mínimo en términos de resolver el problema principal:
volver a recuperar el músculo cardíaco perdido. Se cree que esto se debe a
que el 95% de las células madre inyectadas no se unen al corazón y se pierden
inmediatamente en el torrente sanguíneo.
Pero junto con un equipo de biólogos de células madre
en el Instituto de células madre de la Universidad de Cambridge, Sinha está
trabajando en una idea ligeramente diferente: parches cardíacos.
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| parches cardíacos |
Estos pequeños pedazos de músculo cardíaco, cada uno de
menos de 2.5 centímetros cuadrados (0.5 pulgadas cuadradas) de área y medio
centímetro de grosor, están hechos en pequeños platos en el
laboratorio. Crecidos en el transcurso de un mes, los parches se hacen
tomando células sanguíneas y reprogramandolas en una forma particular de célula
madre que se puede convertir en cualquier célula del cuerpo humano, en este
caso, células del músculo cardíaco, células de vasos sanguíneos y el epicardio,
la membrana alrededor del corazón que le da forma. Estos grupos de células
del corazón se cultivan en un andamio especial que organiza y alinea en una
formación que se asemeja al tejido cardíaco real.
Estamos creando tejido totalmente funcional que ya late
y contrae - Sanjay Sinha
"Creemos que estos parches tendrán una
probabilidad mucho mayor de ser asimilados de forma natural en el corazón de un
paciente, ya que estamos creando tejido completamente funcional que ya late y
contrae combinando todos estos tipos de células diferentes que se comunican
entre sí", dice Sinha. .
"Sabemos que las células del epicardio son
particularmente importantes en la coordinación del desarrollo adecuado del
músculo cardíaco porque la investigación ha demostrado que en los embriones en
desarrollo, hay una gran cantidad de diafonía que se produce entre el epicardio
y el corazón en desarrollo".
Sinha se está preparando para probar los parches,
primero en ratones y luego en cerdos. Si todo va según lo previsto, en
cinco años puede estar listo para llevar a cabo una primera prueba humana.
En ritmo
Él no está solo. En los Estados Unidos, un equipo
colaborativo de científicos de la Universidad de Stanford, la Universidad de
Duke y la Universidad de Wisconsin Al igual que Sinha, prevén un
procedimiento futuro en el que se usa una combinación de ecografías y MRI para
localizar las estructuras cicatrizadas en el corazón. En función de la
forma de la cicatriz, imprimirían en 3D un parche de corazón personalizado de
cualquier forma o dimensión. Los cirujanos abrirían la cavidad torácica y
coserían el parche directamente al corazón de manera que lo vincule con las
venas y arterias existentes.
"Para los pacientes con insuficiencia cardíaca
particularmente grave, se requerirán múltiples parches en múltiples lugares a
medida que se dilata todo el corazón para tratar de adaptarse al daño",
dice el profesor de biología regenerativa de la Universidad de Wisconsin, Tim
Kamp, que forma parte de la colaboración. "Cambia de ser como una
pelota de rugby a un gran globo o baloncesto".
Podemos poner el parche en el corazón con nuestras
herramientas quirúrgicas, pero no podemos obligarlos a darse la mano - Tim Kamp
Uno de los principales desafíos con este enfoque es
cómo integrar eléctricamente el nuevo parche con el corazón para garantizar que
ambos latidos sincronizados. Cualquier conexión eléctrica defectuosa
podría estimular un ritmo cardíaco anormal.
"Podemos poner el parche en el corazón con
nuestras herramientas quirúrgicas, pero no podemos obligarlos a darse la
mano", dice Kamp. "Pero esperamos que lo
hagan". Anticipamos que las señales eléctricas que pasan a través del
músculo cardíaco como una onda y le dicen que se contraiga, harán que el nuevo
parche se contraiga al mismo ritmo ".
Aquí están las células del corazón de la Universidad de
Stanford de cerca:
Si se pueden superar estos desafíos, Sinha cree que
podrían salvar no solo vidas, sino dólares.
En el Reino Unido, los procedimientos de trasplante de
corazón cuestan alrededor de £ 500,000 ($ 690,000), incluida la atención
hospitalaria. Pero para los miles de pacientes con insuficiencia cardíaca
que no pueden obtener un trasplante, las implicaciones de costo de la atención
médica continua y los ingresos hospitalarios repetidos pueden ser aún
mayores. Por el contrario, las estimaciones actuales ubican el costo
potencial de un tratamiento de parche cardíaco en alrededor de £ 70,000 ($
96,000).
La ventaja de estos parches de corazón es que son
personalizados para el paciente, por lo que es poco probable que el corazón los
rechace - Kamp
Además, debido a que los parches se hacen usando su
propia sangre, los pacientes que se someten al procedimiento no deberían
experimentar algunas de las complicaciones asociadas con los trasplantes de
corazón, como altas dosis de medicamentos inmunosupresores. "Un
corazón lesionado es un entorno altamente inflamado y hostil que puede ser
difícil para los tejidos nuevos para sobrevivir", dice Kamp. "La
ventaja de estos parches de corazón es que son personalizados para el paciente,
por lo que es poco probable que el corazón los rechace".
La tecnología podría cambiar las vidas de millones en
todo el mundo, dicen los investigadores.
"La insuficiencia cardíaca puede incapacitar a las
personas", dice Sinha. "Estás constantemente agotado, ni
siquiera puedes subir un tramo de escaleras. Pero, por primera vez,
creemos que en realidad podemos recrear el tejido cardíaco real, que es idéntico
al del paciente, donde las células se comunican de forma misteriosa y
maravillosa y trabajan juntas como lo hacen en el cuerpo.
"Si podemos ajustarlo en los próximos años y
asegurarnos de que sea completamente seguro, entonces podría ayudar a estas personas
a llevar una vida normal otra vez"
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