Investigadores logran formar un pequeño corazón con células madre

 

Un estudio publicado en la revista Cell describió un método que no requiere ningún stent externo. La tecnología en la que las células madre se convierten directamente en un pequeño tejido biológico del corazón con latidos rítmicos proporciona a los investigadores un modelo de investigación que está muy cerca del corazón en muchos aspectos.

Anteriormente, el tejido cardíaco que los científicos cultivaban en el laboratorio necesitaba un armazón para que las células crecieran. Este tipo de tejido cardíaco simulado tiene grandes limitaciones para estudiar la estructura y enfermedad del corazón real.

Este estudio utilizó sólo células individuales y se las colocó en la solución nutritiva de seis sustancias químicas. Una semana después, se desarrollaron en tejidos, parecidos a vesículas, con pulsaciones regulares que tenían solo un milímetro de ancho. Los investigadores lo llaman corazón pequeño (cardioide), que es muy similar al ventrículo izquierdo, el ventrículo más grande del corazón humano.

“Ver cómo las células cambian de forma durante el crecimiento, es increíble. Al quinto día, comienzan a contraerse, y al séptimo día, tienen un pulso constante”, contó una de las investigadoras, Nora Papai del Instituto de Biología Molecular de la Academia de Ciencias de Austria.

Los investigadores descubrieron inesperadamente que este pequeño corazón tiene una tenaz tolerancia al medio ambiente. Una vez enviaron algunas muestras a un colega para estudiar el virus que causó la reciente epidemia, pero el paquete se quedó en el aeropuerto durante varios días. Estos pequeños corazones se mantuvieron a temperatura ambiente durante 4 días consecutivos y permanecieron en la solución nutritiva. Cuando llegaron a su destino, seguían latiendo.

Los investigadores dijeron que, aunque este tipo de corazón pequeño no tiene vasos sanguíneos hacia adentro y hacia afuera para conectarse al sistema externo, y solo tiene una cavidad, tienen una similitud sorprendente con el corazón humano: también tienen tres membranas externas como un corazón real y la cavidad está llena de líquido. Más importante aún, son muy similares al corazón real de muchos aspectos.

También es un buen modelo para estudiar el desarrollo de órganos en el embrión temprano.

Los investigadores introdujeron algunos genes mutados para el cultivo, y el pequeño corazón resultante tenía una cavidad ligeramente más pequeña. Esto es similar a los problemas cardíacos que ocurren en el 2% de los niños. Si este tipo de cardiopatía congénita no se trata con cirugía, es una enfermedad mortal. El jefe del estudio, Sasha Mendjan, del Instituto de Biología Molecular, dijo: “Este tipo de investigación no se puede realizar en el cuerpo humano porque el problema comienza cuando el embrión tiene sólo un mes”.

Con este nuevo material de desarrollo, los científicos pueden usar fácilmente este corazón para observar posibles problemas cardíacos que pueden aparecer en las primeras etapas del desarrollo embrionario.

Capacidad de regeneración fina

Los investigadores también examinaron su respuesta a las lesiones, simulando la investigación sobre la recuperación de una enfermedad cardíaca. “Un ataque cardíaco mata alrededor de mil millones de células. Pero no desaparecerán y permanecerán en el corazón”. Estas células muertas tienen nuevos efectos en el corazón, que también es un problema espinoso.

Usaron una aguja de metal muy delgada, similar a la que se usa para quitar la tarjeta chip de un teléfono móvil, y la sumergieron en nitrógeno líquido para enfriarla a 195 grados centígrados bajo cero, y luego la usaron para tocar el pequeño corazón. Muchas células murieron congeladas inmediatamente en el lugar donde tocaron.

Sin embargo, los investigadores encontraron que las células congeladas en el corazón pequeño que se encuentran en la etapa inicial de desarrollo tienen la capacidad de regenerarse. Si es un corazón pequeño muy maduro, las nuevas células crecerán en el exterior de las células muertas y se convertirán en una nueva capa. Hay un efecto de cicatriz. Estos tejidos cicatriciales afectarán la pulsación, que es el mismo efecto que el corazón humano después de un ataque cardíaco. Esto deja algunas secuelas en el fututo.

Los investigadores creen que quizás el corazón humano también tenga un mecanismo similar. A través del estudio de estos modelos simples, es posible encontrar una manera de ayudar a recuperar a las personas de ataques cardíacos.

La respuesta a las drogas es similar a la del corazón real.

La respuesta de este pequeño corazón a algunas drogas es similar a la de un corazón real. Por ejemplo, después de agregar adrenalina, su ritmo se aceleró. Menden dijo que esto es lo mismo que cuando las personas generan adrenalina cuando tienen un ataque cardíaco.

En la actualidad, para estudiar el desarrollo del corazón y realizar estudios y avances sobre enfermedades cardíacas, muchos científicos utilizan corazones de animales. Los investigadores esperan que este pequeño corazón sirva de ayuda para la investigación del corazón y las pruebas de drogas. Este grupo de expertos está solicitando una patente para esta tecnología de corazón pequeño.