Fabricando tejido cardiaco artificial que late

No hay una solución sencilla para un corazón dañado, por ejemplo, tras sufrir un infarto. Pero especialistas en la reparación de este órgano han logrado un importante avance que en el futuro podría suponer una cura: el diseño de un tejido artificial que imita al músculo cardíaco natural y latente no sólo en laboratorio, sino también una vez implantado en animales.

Los científicos presentaron sus resultados en la última Reunión Nacional y Exposición de la Sociedad Americana de Química (ACS) (celebrada del 14 al 19 de marzo en Dallas), la mayor sociedad científica del mundo. Esperan que la posibilidad de reparar corazones dañados con este sistema ayude a millones de personas en un futuro.

En la actualidad, la mejor opción de tratamiento para los pacientes con lesiones graves de corazón es el trasplante. Pero hay muchos más pacientes en lista de espera para un trasplante que corazones donados. Además, cuando un paciente recibe un corazón nuevo, pueden surgir complicaciones.

La solución ideal sería poder reparar de alguna manera el tejido cardiaco dañado. Los científicos han estado buscando durante años cómo hacerlo. Esta búsqueda se enfrenta a la complejidad que entraña el diseño de un órgano o de cualquier tejido biológico complejo.

Hidrogel elástico

Lo que han hecho los investigadores -del Brigham and Women Hospital y la Escuela Médica de Harvard (ambos en Boston, EEUU) y la Universidad de Sydney (Australia)- ha sido combinar un novedoso hidrogel elástico con técnicas aplicadas a microescala. De esta forma, consiguieron crear un tejido cardíaco artificial que imita las propiedades mecánicas y biológicas de un corazón real, informa la ACS en un comunicado.

En general, los hidrogeles imitan en muchos sentidos el interior de nuestro cuerpo: Son suaves y contienen una gran cantidad de agua, al igual que muchos tejidos humanos. Además, pueden “sintonizarse” para que tengan las propiedades químicas, biológicas, mecánicas y eléctricas necesarias para sustituir diversos tejidos del cuerpo.

En los últimos años ya hemos tenido noticias de estos materiales. Por ejemplo, la compañía californiana Cartilix ha creado un hidrogel destinado a mejorar la cirugía del cartílago de rodilla; y científicos de la Universidad de Stanford han usado un hidrogel para desarrollar córneas artificiales.

Pero los hidrogeles se diferencian de los tejidos naturales en la elasticidad. Al igual que la gelatina, los hidrogeles decaen, mientras que los corazones humanos se mantienen elásticos.

Para superar este escollo, los investigadores desarrollaron una nueva familia de hidrogeles con una proteína humana elástica denominada tropoelastina‎. El uso de ésta hizo que los materiales ganaran en capacidad de recuperación y resistencia.

Esto es importante porque la elasticidad del tejido del corazón juega un papel clave en el adecuado funcionamiento de los músculos, por ejemplo en las contracciones del latido.

Tallado con impresión 3D

Pero ahí no acabó todo, porque desarrollar hidrogeles adecuados es sólo un primer paso para conseguir una herramienta que pueda reparar el corazón.

Los hidrogeles sirven como “andamio” del tejido, como el “nido” en el que hacer crecer células de corazón reales que después puedan aplicarse a la zona dañada para que la reparen. Por eso, deben tener una estructura adecuada.

Para asegurarse de que, dentro de ellos, las células biológicas puedan proliferar en la forma precisa, los científicos utilizaron técnicas de impresión y microingeniería 3D. Con ellas, crearon los patrones de los hidrogeles.

Estos patrones son los que sustentan el crecimiento celular en la forma deseada. Permiten generar pequeños parches de células de músculo cardíaco, en el interior de sus surcos.

De cara al futuro, los científicos esperan que estos hidrogeles elásticos con patrones minúsculos puedan ser utilizados como parches cardíacos. El grupo está realizando ya pruebas con ellos, en animales grandes. También está probando los hidrogeles elásticos para la regeneración de otros tejidos, como los de los vasos sanguíneos, el músculo esquelético, las válvulas del corazón o la piel.