Investigadores japoneses están probando esferoides cardíacos para la regeneración del corazón en monos

Investigadores japoneses están probando esferoides cardíacos para la regeneración del corazón en monos

Las terapias cardíacas regenerativas implican el trasplante de células del músculo cardíaco en áreas dañadas del corazón para restaurar las funciones perdidas. Sin embargo, se informa que el riesgo de arritmias cardíacas después de este procedimiento es alto. En un estudio reciente, investigadores de Japón probaron un enfoque novedoso en el que se inyectan "esferoides cardíacos" cultivados a partir de células madre humanas directamente en los ventrículos dañados. Los resultados extremadamente positivos observados en modelos de primates resaltan el potencial de esta estrategia.

Las enfermedades cardiovasculares siguen siendo una de las causas más comunes de muerte en todo el mundo y son particularmente comunes en los países industrializados. Los infartos de miocardio, comúnmente conocidos como “ataques cardíacos”, están aumentando y provocan un número importante de muertes cada año.

Los ataques cardíacos suelen matar millones de células del músculo cardíaco, debilitando el corazón. Debido a que los mamíferos no pueden regenerar las células del músculo cardíaco por sí mismos, los trasplantes de corazón son actualmente la única opción clínicamente viable para los pacientes que padecen (o probablemente padecen) insuficiencia cardíaca. Dado que los trasplantes completos de corazón son costosos y conseguir donantes es difícil, no sorprende que las terapias alternativas tengan una gran demanda en la comunidad médica.

Una estrategia prometedora que está adquiriendo cada vez más importancia es el uso de células madre pluripotentes inducidas por humanos (HiPSC) para la terapia cardíaca regenerativa. En pocas palabras, las HiPSC son células que provienen de células maduras y pueden "reprogramarse" de manera efectiva en un tipo de célula completamente diferente, como las células del músculo cardíaco (cardiomiocitos). Al trasplantar o inyectar cardiomiocitos derivados de HiPSC en áreas dañadas del corazón, es posible restaurar parte de la funcionalidad perdida. Desafortunadamente, los estudios han demostrado que este enfoque puede aumentar el riesgo de arritmias cardíacas, lo que representa un obstáculo importante para los ensayos clínicos.

En un estudio reciente, un equipo de investigación japonés de la Universidad Shinshu y la Facultad de Medicina de la Universidad Keio probó una nueva estrategia para la terapia cardíaca regenerativa inyectando a monos con infarto de miocardio "esferoides cardíacos" fabricados a partir de HiPSC. Este estudio fue publicado en la revista el 26 de abril de 2024.TráficoFue dirigido por el profesor Yuji Shiba del Departamento de Medicina y Ciencias Regenerativas de la Universidad Shinshu.

El equipo incluyó a Hideki Kobayashi, el primer autor, y Koichiro Kuwahara del Departamento de Medicina Cardiovascular de la Facultad de Medicina de la Universidad Shinshu, así como a Shugo Tohyama y Keiichi Fukuda del Departamento de Cardiología de la Facultad de Medicina de la Universidad Keio.

En su novedoso enfoque, los investigadores cultivaron hiPSC en un medio que condujo a su diferenciación en cardiomiocitos. Después de extraer y purificar cuidadosamente los esferoides cardíacos (colecciones tridimensionales de células cardíacas) de los cultivos, inyectaron aproximadamente 6 × 107 células en los corazones dañados de macacos cangrejeros (Macaca fascicular). Supervisaron el estado de los animales durante doce semanas y midieron periódicamente su función cardíaca. Luego analizaron los corazones de los monos a nivel de tejido para determinar si los esferoides cardíacos podrían regenerar los músculos cardíacos dañados.

En primer lugar, el equipo comprobó la correcta reprogramación de las HiPSC en cardiomiocitos. Utilizando mediciones eléctricas a nivel celular, observaron que las células cultivadas presentaban patrones de potencial típicos de las células ventriculares. Las células también respondieron como se esperaba a varios medicamentos conocidos. Lo más importante es que descubrieron que las células expresaban abundantes proteínas adhesivas como la conexina 43 y la N-cadherina, que promoverían su integración vascular en un corazón existente.

Luego, las células fueron transportadas desde las instalaciones de producción de la Universidad de Keio a la Universidad de Shinshu, a 230 kilómetros de distancia. Los esferoides cardíacos, conservados a 4 °C en contenedores estándar, sobrevivieron sin problemas el viaje de cuatro horas. Esto significa que no se requerirían medidas criogénicas extremas al transportar las células a las clínicas, lo que hace que el enfoque propuesto sea más rentable y más fácil de implementar.

Finalmente, los monos recibieron inyecciones de esferoides cardíacos o de un placebo directamente en la cámara cardíaca dañada. Durante el período de observación, los investigadores encontraron que las arritmias ocurrían muy raramente y sólo dos personas en el grupo de tratamiento experimentaron taquicardia transitoria (pulso rápido) en las primeras dos semanas. Utilizando ecocardiografía y tomografía computarizada, el equipo confirmó que después de cuatro semanas, los corazones de los monos tratados tenían un mejor gasto ventricular izquierdo en comparación con el grupo de control, lo que indica una mejor capacidad de bombeo de sangre.

El análisis histológico finalmente reveló que los injertos de corazón estaban maduros y adheridos adecuadamente al tejido preexistente, lo que respalda los resultados de observaciones anteriores. “Los esferoides cardíacos derivados de HiPSC podrían servir potencialmente como una forma óptima de productos de cardiomiocitos para la regeneración cardíaca debido a su sencillo proceso de generación y efectividad.", señala el profesor asistente Kobayashi. "Creemos que los resultados de esta investigación ayudarán a resolver el principal problema de la arritmia ventricular que ocurre después del trasplante de células y acelerarán significativamente la realización de la terapia regenerativa cardíaca.“ añade además.

Aunque se probó en monos, cabe señalar que el protocolo de preparación de esferoides cardíacos utilizado en este estudio fue diseñado para uso clínico en humanos. “Los resultados positivos obtenidos hasta ahora son suficientes para dar luz verde a nuestro estudio clínico, el llamado estudio LAPiS. Ya estamos utilizando los mismos esferoides cardíacos en pacientes con miocardiopatía isquémica,“ comenta el profesor asistente Kobayashi.

Esperemos todos un éxito rotundo del estudio LAPiS, que allane el camino para opciones de tratamiento ampliadas y eficaces para las personas con problemas cardíacos.

Fuentes: