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Crean músculo cardiaco en miniatura a partir de células madre

22 de abril, 2016
Microheart muscle

Un grupo de científicos de los Institutos Gladstone ha inventado una nueva forma de crear tejido cardiaco humano tridimensional a partir de células madre. El tejido se puede utilizar para modelar fármacos para enfermedades y de prueba, y se abre la puerta a un enfoque de medicina de precisión para el tratamiento de las enfermedades del corazón. Aunque existen técnicas para hacer tejidos tridimensionales a partir de las células del corazón, este nuevo método reduce drásticamente el número de células necesarias, lo que hace que sea un sistema más barato, más sencillo y más eficiente.

Hemos diseñado tejidos del corazón en miniatura con un método que se puede reproducir fácilmente, lo que permitirá a los expertos en biología de células madre y a la industria farmacéutica estudiar las células del corazón en un contexto adecuado” dijo el autor principal Nathaniel Huebsch, PhD, un compañero de postdoctorado del laboratorio Conklin en Gladstone. “A su vez, esto mejorará nuestra capacidad de descubrir tratamientos para tratar las enfermedades del corazón“.

La creación de las células del corazón a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) que se derivan de las células de la piel de un paciente, permite a los científicos estudiar y probar fármacos de la enfermedad concreta de ese paciente. Sin embargo, las células creadas a partir de las iPSCs son relativamente inmaduras, se asemejan más a las células del corazón de un embrión que a las células en un adulto. Como tal, estas células son inadecuadas para las pruebas de fármacos porque no predicen adecuadamente cómo un fármaco afectará a las células del corazón adultas. Además, las células del corazón creadas a partir de células iPS son difíciles de fabricar y de trabajar con ellas, por lo que la creación de grandes cantidades puede ser difícil. Por lo tanto, cuántas menos células se necesiten, mejor.

El micro-músculo cardiaco aborda estas dos preocupaciones. Obligar a las células a organizarse y extenderse por el tejido tridimensional ayuda a impulsar su desarrollo y les alienta a que se asemejen a células más maduras que puedan predecir mejor cómo un medicamento afecta a las células del corazón adulto. Además, el nuevo método – publicado en la revista Scientific Reports – requiere de un millar de veces menos células para hacer crecer el tejido que otras técnicas de ingeniería de tejidos. El uso de menos células permite a los científicos hacer muchos más experimentos con la misma cantidad de recursos.

En colaboración con Kevin Healy, PhD, de la Universidad de California, Berkeley, los investigadores primero generaron células del músculo cardíaco y células del tejido conectivo a partir de células iPS. Luego combinaron estas células en una especie de plato con forma de hueso de perro pequeño. Esta forma única alentó a las células a auto-organizarse en fibras musculares alargadas. Después de un par de días, los micro-tejidos se parecían al músculo del corazón, tanto estructural como funcionalmente. Por ejemplo, cuando los investigadores probaron cómo respondió el tejido a ciertos medicamentos que dañan las células de un corazón fetal, pero no las células del corazón adulto, el micro-músculo cardiaco actuó de forma muy parecida al tejido cardiaco adulto.

La belleza de esta técnica es que es muy fácil y sólida, y aun así permite crear tejidos tridimensionales en miniatura que funcionan como los tejidos normales“, dijo otro de los autores principales, Bruce Conklin, MD, e investigador en Gladstone. “Nuestra investigación demuestra que se pueden crear estos tejidos complejos con una plantilla simple que explota las propiedades inherentes de estas células para auto-organizarse. Pensamos que el micro-músculo cardiaco será un gran recurso para llevar a cabo la investigación y el desarrollo de terapias para la enfermedad cardíaca“.
..Susana Calvo