Los científicos, pertenecientes a la Universidad de Harvard, están trabajando en la actualidad en el aislamiento de células cardiacas similares a partir de líneas de células madre humanas.
Hasta ahora las terapias de células madre para combatir enfermedades del corazón se han enfocado en intentar reparar los daños producidos tras un ataque al corazón con inyecciones de células madre de la espina dorsal derivadas del paciente, aunque los estudios han producido resultados desiguales. En vez de utilizar células no diferenciadas, “lo que se está haciendo ahora es intentar obtener miocitas cardiacas [células de la musculatura del corazón] a partir de los pacientes y utilizarlas como parches que se colocarían sobre los tejidos dañados en aquellas personas que han sufrido un ataque al corazón,” afirma Benoit Bruneau, investigador del Instituto Gladstone de Enfermedades Cardiovasculares, en San Francisco. “Han creado tejidos cardiacos a partir de células madres embrionarias. Desde el punto de vista de la ingeniería, eso es algo muy significativo.”
Las células madre embrionarias, que son capaces de formar cualquier tipo de tejido en el cuerpo, pueden formar espontáneamente grupos de células cardiacas latientes al ser cultivadas en una placa de laboratorio. No obstante hasta ahora no ha resultado fácil aislar grandes cantidades de este tipo de células a partir de la mezcla de tipos de tejidos que puede desarrollarse partiendo de las células madre embrionarias. Para crear un parche cardiaco habría que usar un enorme número de este tipo de células, quizá miles de millones, afirma Christine Mummery, bióloga en el Centro Médico de la Universidad Leiden en los Países Bajos.
El equipo de Harvard, dirigido por Kenneth Chien, director del Centro de Investigación Cardiovascular del Hospital General de Massachusetts, en Boston, ha logrado avances hacia este objetivo, desarrollando previamente un método para aislar una célula madre cardiaca maestra a partir de células madre embrionarias y tejido fetal—una capaz de producir todos los tipos de células que componen el corazón. En su estudio más reciente, publicado hoy en la revista Science, el equipo de Chien ha desarrollado una forma de aislar una progenia particularmente deseable de esta célula madre maestra, células que sólo produzcan células musculares ventriculares, el tipo de células que resultan dañadas tras un ataque al corazón. “Si lo que quieres es crear un parche cardiaco, lo que necesitas son células que se comporten como deben—que se alineen de forma correcta como lo suelen hacer en el corazón,” afirma Bruneau.
Los científicos modificaron ratones genéticamente para expresar dos marcadores de distintos colores—uno que marcaba la célula madre cardiaca maestra, y otro que se encendía cuando las células empiezan a generar musculatura. Después aislaron el 0,5 por ciento de las células en el embrión de ratón en desarrollo que expresó ambos marcadores. Además de sólo generar células musculares ventriculares, estas células también tienen la capacidad de continuar reproduciéndose, permitiendo la producción de grandes volúmenes de células. “Esta capacidad para dividirse y generar músculo es algo que las células cardiacas normales no poseen,” afirma Chen.
Mediante el uso de una tecnología previamente desarrollada por un colaborador de Chien, Kevin “Kit” Parker, bioingeniero de Harvard, los investigadores cultivaron las células en una fina película de polímero en la que se había implantando un patrón de moléculas que normalmente se encuentran en el exterior de las células, tales como el colágeno. “Las células reconocen las pistas geométricas de la películas y se reorganizan ellas mismas para formar espontáneamente un trozo de tejido cardiaco,” afirma Parker. Las células son capaces de contraerse, y expresan los mismos genes que se expresan en los músculos cardiacos normales. “Podemos usarlas para poner a prueba nuevos medicamentos, así como la seguridad de distintos fármacos, componentes químicos y nanomateriales,” afirma Parker. “También podemos injertarlas en el corazón y restaurar la contractilidad de la región dañada del corazón.”
Los investigadores aún tienen varias cuestiones que han de superar antes de poder poner a prueba la facilidad con la que los parches reparan el corazón. Tienen que encontrar la forma de aislar versiones humanas de estas células. Para generar parches que sean útiles a nivel terapéutico, tienen que crear versiones tridimensionales de los parches bidimensionales de las células musculares. Esto requerirá la adición de vasos sanguíneos para alimentar el músculo. “Estamos trabajando en la creación de una tecnología adicional que sirva de plantilla dentro del sistema vascular en el tejido cardiaco,” afirma Parker. “Una vez que nos sintamos cómodos con ello, lo usaremos en animales.”
Finalmente, a los científicos les gustaría poder generar estas células productoras de músculo cardiaco a partir de células madre inducidas pluripotentes, un tipo de célula madre adulta que se puede generar a partir de las células de la piel del paciente. Esto permitiría a los médicos tomar una biopsia de piel de un paciente de ataque al corazón, generar un parche cardiaco que sea igual genéticamente al paciente e implantarlo sobre el tejido dañado en el corazón.