Diferenciación cardíaca de células madre pluripotentes humanas derivadas a cardiomiocitos en la matriz extracelular de un ventrículo descelurarizado.
Autor: IBEC

Cuando una persona sufre un infarto, aunque se recupere, su corazón queda marcado para siempre. Normalmente esto sucede debido a la formación de depósitos de grasa en las paredes de los vasos sanguíneos que irrigan el corazón lo que hace que el flujo sanguíneo se vea interrumpido. De modo que hay una parte del corazón que se ve privada de oxígeno durante un período de tiempo y, a consecuencia de esto, las células cardíacas de esa zona mueren. El problema es que el cuerpo no es capaz de generar nuevas células cardíacas después de haber sufrido un ataque al corazón, así que se forma una cicatriz y el órgano se ve resentido para siempre.

Las enfermedades cardiovasculares son un problema importante de salud global, son la principal causa de muerte en todo el mundo. Muchas veces la zona cardíaca afectada tras un infarto es tan grande que el paciente necesita un trasplante de corazón para poder vivir. Si bien los trasplantes son muy efectivos y, hoy en día, es la mejor alternativa no están exentos de riesgo. No todos los corazones son válidos para trasplantarse y, de los que si lo son, no todos son válidos para un paciente determinado. Además, aunque el donante sea compatible con el paciente no se puede evitar que el sistema inmune del receptor detecte el nuevo órgano como un agente extraño y lo ataque en lo que comúnmente conocemos como “rechazo”.

Para solucionar estos problemas hay varios grupos de investigación cuyo objetivo es encontrar una alternativa en el laboratorio que permita desarrollar técnicas para fomentar la regeneración de estas zonas dañadas tras un infarto o bien generar nuevos órganos que sean compatibles con el paciente. Desde el IBEC el grupo de la Dra. Núria Montserrat trabaja en esta línea para conseguir crear en el laboratorio injertos cardíacos funcionales que puedan sustituir las zonas muertas de los corazones infartados.

Al igual que nosotros necesitamos el suelo para poder ejercer la fuerza necesaria para desplazarnos, las células necesitan un sustrato para moverse. Para poder crear un injerto hace falta que las células se muevan y se reproduzcan, por eso es fundamental disponer de una estructura que actúe como un andamio sobre el que ellas se puedan desplazar. Una de las maneras de obtener este andamio es mediante un proceso conocido como descelurarización, que consiste en eliminar todas las células de un órgano y quedarse únicamente con la matriz, la estructura inerte que sostiene las células.

En este andamio se pueden cultivar células pluripotentes, que son aquellas células que aún no tienen una función definida y, por lo tanto, se las puede guiar para que se diferencien en el tipo celular que nos interesa. Se ha demostrado que cultivando las células pluripotentes dentro de la matriz descelularizada estas se diferencian en células cardíacas más rápido y de manera más eficiente que cuando se las cultiva en placas de cultivo, el método más utilizado hasta ahora. ¡Con este nuevo método de cultivo, se ha conseguido crear injertos cardíacos que bombeaban se un modo similar al del corazón en tan solo 24 días!

Esquema del cultivo de células pluripotentes en el laboratorio utilizando un andamio. Fuente: Wikipedia

Otra de las ventajas de este sistema de cultivo es que las células pluripotentes se pueden extraer del propio paciente y cultivarlas en el armazón de un corazón calificado como “no apto para el trasplante” por la Organización Nacional de Trasplantes. De este modo las células pluripotentes se diferenciarían en células cardíacas y en menos de un mes se podrían tener injertos funcionales y, además, se evitaría el rechazo que sufren muchos de los pacientes trasplantados puesto que, al ser sus propias células, el sistema inmune del cuerpo no lucharía contra ellas.

Esta es una técnica prometedora que abre el camino hacia la medicina personalizada pero que aún le queda un largo camino por recorrer para poder implantarla en terapias clínicas.

Bibliografía

Elena Garreta, Lorena de Oñate, M. Eugenia Fernández-Santos, Roger Oria, Carolina Tarantino, Andreu M. Climent, Andrés Marco, Mireia Samitier, Elena Martínez, Maria Valls-Margarit, Rafael Matesanz, Doris A. Taylor, Francisco Fernández-Avilés, Juan Carlos Izpisua Belmonte & Nuria Montserrat (2016). Myocardial commitment from human pluripotent stem cells: Rapid production of human heart grafts. Biomaterials, 98, 64-78

Enfermedades Cardiovasculares (2016) Organización Mundial de la Salud

Investigadores generan injertos de corazón funcionales a partir de células madre pluripotentes humanas (2016) Instituto de Bioingeniería de Cataluña