El nuevo método emplea tejido cardíaco desarrollado en laboratorio a partir de células madre adultas reprogramadas, que se implanta mediante una pequeña incisión en lugar de abrir la cavidad torácica quirúrgicamente
Investigadores de Mayo Clinic han creado un procedimiento innovador para reparar corazones dañados sin recurrir a una cirugía de corazón abierto, un avance que podría cambiar significativamente el abordaje frente a la insuficiencia cardíaca en el futuro.
Este nuevo método se basa en el uso de tejido cardíaco cultivado en laboratorio a partir de células madre adultas reprogramadas, que se implanta a través de una pequeña incisión en lugar de realizar una apertura quirúrgica en el tórax. En estudios preclínicos, el parche de células madre restauró la función del corazón y favoreció la cicatrización.
«Para pacientes con insuficiencia cardíaca avanzada, las opciones disponibles suelen limitarse a las bombas mecánicas o los trasplantes. Esperamos que este procedimiento proporcione una alternativa para reparar sus propios corazones», comenta Wuqiang Zhu, Ph.D., autor principal del estudio publicado en Acta Biomaterialia e investigador cardiovascular de Mayo Clinic en Arizona.
Los ataques cardíacos siguen siendo una de las principales causas de mortalidad a nivel global. Cuando el suministro sanguíneo al corazón se interrumpe, las células privadas de oxígeno mueren y son reemplazadas por tejido cicatricial que no puede contraerse ni transmitir señales eléctricas, lo que impide que el corazón funcione adecuadamente.
«El corazón humano adulto no tiene capacidad de regeneración una vez que estas células mueren. Por ello, la insuficiencia cardíaca, en especial la insuficiencia crónica derivada de la pérdida del músculo cardíaco funcional, es un trastorno complejo de tratar; el músculo no posee la habilidad de repararse por sí mismo», explica el Dr. Zhu.
Durante años, los científicos han explorado formas de sustituir el tejido dañado por células cardíacas sanas derivadas de células madre. Las primeras experiencias demostraron resultados alentadores, pero la mayoría requería cirugía a corazón abierto, un procedimiento con riesgo elevado para pacientes con insuficiencia cardíaca severa.
Desde hace tiempo se confía en que las células madre puedan brindar un camino para reconstruir aquello que el cuerpo no puede regenerar. Al reprogramar células adultas comunes, como las de piel o sangre, en células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), los investigadores las convierten en células cardíacas de reemplazo.
No obstante, la entrega segura y eficaz de tejidos cardíacos diseñados con estas células representa todavía un reto importante.
Innovación en el corazón
Junto con ingenieros del Centro Médico de la Universidad de Nebraska, el equipo de Mayo creó un parche flexible y ultrafino fabricado con nanofibras y microfibras recubiertas con gelatina. Este andamio combinado soporta una mezcla de células musculares cardíacas humanas, células vasculares y fibroblastos — las células responsables de la estructura del tejido —, formando así un trozo de tejido cardíaco vivo y dinámico. Antes del implante, el tejido se trata con factores bioactivos como el factor de crecimiento de fibroblastos 1 y CHIR99021, que estimulan la formación de vasos sanguíneos y favorecen la supervivencia celular post implante.
«La ventaja de este diseño,» indica el Dr. Zhu, «es que se pliega como una hoja de papel, puede introducirse a través de un tubo fino y colocarse con precisión en el sitio deseado mediante una incisión pequeña en el pecho. Una vez en posición, se despliega y se adhiere naturalmente a la superficie cardíaca.»
En lugar de suturas, se empleó un adhesivo quirúrgico biocompatible que fija el parche, minimizando el daño adicional al tejido circundante.
Los ensayos en modelos preclínicos evidenciaron que este procedimiento mínimamente invasivo mejoró la función cardíaca, redujo la formación de tejido cicatricial, potenció el crecimiento vascular y disminuyó la inflamación en comparación con los métodos tradicionales.
«Nuestros datos revelan que estos tejidos diseñados no sólo sobreviven, sino que en realidad favorecen la recuperación del propio corazón. Ese es el objetivo central: suplir la pérdida y restaurar la función», agrega el investigador.
Un paso hacia la regeneración
Esta investigación está alineada con la Genesis Initiative de Mayo Clinic, cuyo propósito es acelerar descubrimientos que permitan restaurar o regenerar órganos y tejidos humanos.
«Genesis busca abrir nuevos caminos para reparar y reconstruir el cuerpo humano. Esa es nuestra meta aquí: emplear la ciencia regenerativa junto con una aplicación mínimamente invasiva para darle al corazón la posibilidad de sanar», explica el autor del estudio.
Actualmente, en los Estados Unidos se realizan más de 4 mil trasplantes de corazón anualmente, mientras miles de pacientes esperan sin éxito un órgano donante. El Dr. Zhu confía en que esta tecnología pueda ofrecer eventualmente una alternativa viable.
«Nuestra esperanza es que algún día los pacientes reciban tejido cardíaco creado a partir de sus propias células reprogramadas, aplicado mediante un procedimiento mínimamente invasivo — sin necesidad de donante ni largas recuperaciones, solo un corazón recuperado», concluye.
Siguientes pasos
El equipo de Mayo Clinic pretende avanzar con ensayos preclínicos a mayor escala para asegurar la seguridad y eficacia de esta terapia antes de iniciar los ensayos clínicos en humanos, proceso que, según estima el Dr. Zhu, podría demorar cinco años o más.
«La insuficiencia cardíaca permanece como una enfermedad devastadora. Si logramos que el tratamiento con células madre sea accesible para un mayor número de pacientes, especialmente para aquellos que no pueden afrontar una cirugía a corazón abierto, podremos salvar vidas», finaliza.