¿Cómo funciona el 'minicorazón' realizado con células madre?

El hito de los investigadores de la Universidad de Berkeley nos permitirá un mejor conocimiento del comportamiento de nuestro preciado órgano

Metafóricamente hablando, todos hemos vivido alguna situación en la que nuestro corazón 'latía' por su cuenta y riesgo en situaciones de lo más inoportunas. Pero, hasta la fecha, la intensidad con la que funciona uno de nuestros más preciados órganos no pasaba de metáfora. Ahora, investigadores de la Universidad de Berkeley han desarrollado un corazón que cabe en un chipy que late por sí mismo sobre la mesa del laboratorio de los investigadores de California. Se podría decir, para que todos nos entendamos, que han miniaturizado nuestro motor sanguíneo gracias al uso de células madre.

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Pero antes de saber cómo funciona esta proeza médica, hagamos un repaso a los avances que se han producido en cardiología en los últimos años y conozcamos más de cerca las famosas células madre.

Tres décadas de investigación para conseguir la regeneración miocárdica

Gracias al avance en investigación médica, en las últimas décadas se han producido magníficos avances en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares que han logrado disminuir la mortalidad, sobre todo en su fase aguda. Según explica para QUO el doctor José Luis Lambert, presidente de la Sección de Insuficiencia Cardiaca y Trasplante de la Sociedad Española de Cardiología, "la mortalidad del infarto agudo de miocardio se ha reducido del 30% al 10%. Sin embargo, sigue creciendo la incidencia y la mortalidad por insuficiencia cardíaca por un doble motivo: el aumento de la esperanza de vida y la mejora en el tratamiento de las enfermedades agudas". Por esta cuestión, "es un objetivo científico primordial conseguir que se pueda recuperar el miocardio dañado tras la isquemia u otra agresión".

Con este objetivo, en los últimos 30 años se han realizado grandes esfuerzos con el fin de lograr la regeneración miocárdica, es decir "conseguir nuevas células miocárdicas que sean capaces de sustituir a las dañadas y recuperar la función del órgano", explica Lambert. Para este fin, se han utilizado muchos tipos celulares, pero aún no se ha dado con la célula ideal.

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Trabajando con células madre

Y es que, según nos explica el doctor Lambert, encontrar la célula ideal es todo un reto. "Para conseguir este tipo de reparación con células madre, se necesitaría bien células madre para cada uno de los tipos celulares diferentes o células madre verdaderamente pluripotenciales, que en cierta forma conozcan cuáles de los tejidos son a los que necesitan diferenciarse". Por desgracia, aún no hemos encontrado este ideal, aunque los investigadores si saben qué requisitos debe reunir.

En primer lugar, "ser segura, que no produzca tumores ni, en el caso del corazón, produzca arritmias". Además, debe ser capaz de mejorar la función del corazón, crear miocardio y vasos sanos que puedan funcionar de manera coordinada con el tejido del huésped. También, "debe poder implantarse de manera sencilla y mínimamente invasiva, tener suficiente disponibilidad de las mismas para su uso rutinario y no producir respuesta inmune". Por último, y no por ello menos importante, debemos estar seguros de que no provoca dudas o rechazos éticos.

¿Qué tipos de células madre existen?

Se pueden distinguir tres tipos de células madre: embrionarias, células madre con pluripotencialidad inducida o adultas. Dentro de esta última, según nos explica el doctor Lambert se encuentran los mioblastos (que corresponden al músculo esquelético), de médula ósea (mononucleares, progenitores circulantes y mesenquimales) las que proceden de la grasa abdominal (mesenquimales “like”) y las cardíacas residentes.

El doctor Lambert nos cuenta que "las células embrionarias se han abandonado por problemas éticos y sobre todo por su carácter oncogénico, es decir de desarrollar tumores". Por otro lado, las IPCs, de más reciente utilización, "no han resuelto totalmente el problema de oncogenicidad, si bien al ser procedentes del propio huésped, no tienen problemas de rechazo". En cuanto a las células adultas, son bastante más sencillas de obtener, pero "junto a resultados positivos, también ha habido grandes decepciones".

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Uno de los descubrimientos más interesantes de la última década es que en el corazón humano existen células madre cardíacas propias, que son capaces de activarse ante algún estímulo y regenerarse. Lambert explica como "el implante de células madre en el corazón enfermo podría actuar de 'activador' a través de procesos paracrinos de estas células madre residentes y ser las responsables de la regeneración". Según reconoce, "nos encontramos en un momento científico apasionante, lleno de interrogantes y posibilidades de avance".

Intentando lograr un corazón bioartificial

El doctor Lambert nos narra también como la profesora Doris Taylor, una de las investigadores más importantes en este campo, está trabajando en la Universidad de Minnesota en el desarrollo de un corazón bioartificial, "que ya ha sido capaz de latir".

El fundamento teórico es muy interesante, "a partir de un corazón animal se descelulariza con diversas sustancias detergentes, de tal manera solamente queda la estructura fibrosa del mismo, y sobre ella se vuelve a formar a través de células madre. De esta manera se han conseguido corazones de ratones que han conseguido latir".

Conozcamos más a fondo el 'minicorazón' que han creado los investigadores de Berkeley

En este sentido se encuadra el trabajo de la Universidad de Berkeley, que han trabajado con células IPCs y han conseguido crear un protocorazón. Le preguntamos al doctor Lambert cómo funciona este corazón en un chip: "aunque es un gran avance científico, sólo es un paso más en la investigación y no es exactamente un corazón". En realidad, el miniórgano creado por los investigadores de la Universidad de Berkeley "se parece más bien a un corazón embrionario, similar al que aparece en los primeros días de embrión, pero en el que las células ya tienen su capacidad contráctil y se pueden identificar unas cámaras cardíacas rudimentarias". Como explican los autores, este pequeño chip realizado con células madre, "nos permitirá un mejor conocimiento del comportamiento del corazón y las células miocárdicas en estas primeras fases de la vida", además de estudiar su comportamiento ante distintos estímulos o agresiones, físicas o químicas.

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Como es indudable, no podemos dejar de preguntarnos cómo es posible construir con células madre un órgano tan complejo como un corazón desde la nada. Amablemente, el doctor Lambert resuelve nuestras dudas: "todas y cada una de las células de cada organismo vivo tienen toda la información genética del mismo, y por tanto, al menos teóricamente, pueden diferenciarse en cualquier tipo celular. Lo importante es conocer qué estímulo es necesario en cada momento. La combinación de estímulos bioquímicos y físicos es el gran avance de esta investigación".

¿De qué forma puede ser útil este gran avance de la Universidad de Berkeley?

Está claro que todos los avances científicos son importantes y se complementan unos a otros. Se podría decir que es un nuevo ladrillo en el camino para conseguir la regeneración del corazón. "Tiene mucha importancia pues se desarrolla un corazón embrionario diferenciado a partir directamente de células madre. Estamos aun lejos de que se pueda obtener un corazón adulto apto para el trasplante, pero sí servirá para poder estudiar como se puede influir en el desarrollo cardíaco estas fases del desarrollo. Un campo de fácil aplicación es que permitirá conocer cómo afectan al corazón embrionario distintos fenómenos físicos, medicamentos, etc."

Además, "este tipo de hallazgos permitirá realizar estudios que no son posibles en modelos animales y probablemente evitar algún estudio animal".

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