Equipo científico de la Universidad Johns Hopkins, Estados Unidos, logró crear células maduras y viables del corazón humano mediante la implantación de células madre de individuos sanos implantadas en corazones de ratones recién nacidos.
Esta investigación publicada en Cell Reports, demostró que los corazones de los roedores que actúan como anfitrión ofrecen las señales biológicas y químicas necesarias para que las células inmaduras del músculo cardíaco puedan superar el bloqueo del desarrollo que tradicionalmente detiene su crecimiento cuando son cultivadas en laboratorio. Este descubrimiento, podría servir para conocer cómo se produce la enfermedad cardíaca y para desarrollar nuevos métodos diagnósticos y tratamientos para combatirlas.
El director del estudio, Chulan Kwon, explicó que “nuestro concepto de usar un animal vivo para permitir la maduración de los cardiomiocitos se puede ampliar a otras áreas de la investigación con células madre y realmente abre una nueva vía para conseguir que las células madre maduren“.
Asimismo, el profesor Kwon, indicó que los biólogos han sido históricamente incapaces de inducir a las células del músculo cardíaco a superar el punto de desarrollo característico de los recién nacidos, incluso cuando las dejan madurar en los platos durante un año.
El profesor del Instituto de Ingeniería Celular de la Facultad de Medicina de la Johns Hopkins, explicó que las células neonatales del corazón son más pequeñas y redondeadas que las células adultas maduras del corazón y generan una fuerza de bombeo muy baja. Una diferencia que hace que no sean el mejor referente para las enfermedades del músculo cardíaco ni imiten con precisión la biología y la química del tejido del corazón del adulto.
El grupo de Kwon demostró recientemente que cuando las células son cultivadas en el laboratorio no se activan todos los genes necesarios para que maduren, algo que habían atribuido a las condiciones artificiales en las que crecen. Sin embargo, vieron que los genes eran similares con independencia de que se hubieran activado o no.
En sus experimentos iniciales, diseñados para superar ese bloqueo, los investigadores crearon una línea celular de células inmaduras del corazón obtenidas a partir de células madre embrionarias de ratón. Luego marcaron estas células con una proteína fluorescente e inyectaron alrededor de 200.000 unidades en el ventrículo inferior de ratas recién nacidas, confiando en que sus sistemas inmunes ni las atacarían ni las rechazarían.
Después de una semana, las células fluorescentes todavía eran redondeadas y de aspecto inmaduro pero, al cabo de un mes, ya se asemejaban más a células de músculo cardíaco adulto, más alargadas y con patrones a rayas.
Cuando los científicos compararon 312 genes de las células de ratón que habían crecido en los corazones de rata, vieron que las células cultivadas tenían más rasgos en común con la genética de las células del músculo cardíaco adulto.
En su siguiente grupo de experimentos, el equipo de Kwon obtuvo células madre pluripotentes inducidas (iPS) humanas a traves de células maduras de piel de un donante sano, para implantarlas posteriormente en corazones de ratas recién nacidas. Un mes después, parecían haber evolucionado a células maduras.
En el último ensayo utilizaron células iPS de un pacientes con una cardiomiopatía ventricular derecha arritmogénica (ARVC). Estas células fueron de especial interés porque la mutación genética que causa este trastorno provoca los síntomas sólo después de que las células del corazón maduren.
Tras un mes creciendo en los ventrículos del corazón de la rata, las células comenzaron a mostrar las propiedades del tejido del corazón de los pacientes con la enfermedad, según Kwon. Específicamente, acumulaban mucha grasa y tenían más células muertas que células sanas.
Este último experimento, según este experto, demuestra que los investigadores pueden hacer crecer cardiomiocitos maduros de pacientes con enfermedades específicas del corazón para estudiar mejor estas enfermedades e identificar los tratamientos.
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