Un grupo de investigación del Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) ha conseguido, por primera vez, crear tejido cardiaco mediante bioimpresión 3D que, una vez trasplantado en ratones, ha sobrevivido y mantenido la actividad de latido durante un periodo mínimo de un mes. Se trata de fragmentos de miocardio capaces de desarrollarse y madurar en un modelo animal. El doctor Ángel Raya, que lidera el estudio, calcula que esta técnica de medicina regenerativa podría empezar a aplicarse en pacientes en un plazo de cinco años, y apunta que, si se consolida, supondría un cambio profundo en la calidad de vida de las personas con insuficiencia cardiaca, ya que permitiría frenar el deterioro de la función cardiaca durante al menos una década.
La ingeniería de tejidos cardiacos representa una línea de investigación prometedora para producir parches de miocardio —la parte muscular del corazón— que podrían contribuir a recuperar la funcionalidad de este órgano. En las últimas dos décadas, este ámbito ha hecho grandes avances, incluyendo la capacidad de cultivar células cardiacas. Así y todo, el cultivo tradicional en placa no permite reproducir toda la complejidad del miocardio, especialmente con respecto a su vascularización, lo cual impide su viabilidad dentro de un organismo vivo: sin una red de vasos sanguíneos capaz de aportar oxígeno y nutrientes, el tejido no puede madurar adecuadamente y muere. En cambio, la bioimpresión 3D ha abierto la puerta a desarrollar estructuras más complejas y viables.
Dentro del programa de medicina regenerativa del IDIBELL, RegenBell, los investigadores han conseguido imprimir en 3D un parche de miocardio que ha crecido y se ha mantenido funcional a largo plazo dentro de un cuerpo vivo —en este caso, el de un ratón. Hasta ahora, los estudios similares habían conseguido que el tejido sobreviviera solo dos semanas antes de morir por falta de nutrientes. Con este nuevo avance, los científicos han comprobado a través del microscopio cómo el tejido latía correctamente y desarrollaba vasos sanguíneos. El siguiente paso será probar esta técnica en animales de más tamaño, como el cerdo.
Un parche con varias capas de biotinta
Para fabricar este parche de miocardio, los investigadores han diseñado una combinación de capas de biotinta muscular y vascular. "La bioimpresora imprime capa por capa: la primera y la última contienen fragmentos de vasos sanguíneos, mientras que las capas del medio incorporan células cardiacas, que le confieren funcionalidad", explica Laura Casado Medina, coprimera autora del artículo publicado en la revista Biofabrication. Esta investigadora remarca que una de las grandes virtudes de la bioimpresión es su capacidad de escalar estructuras sin límites técnicos, lo que permitiría crear parches mayores si fuera necesario.
Con respecto a la composición de las biotintas, contienen elementos básicos como gelatina, fibrinógeno, ácido hialurónico y transglutaminasa microbiana (mTG). La biotinta muscular incorpora cardiomiócitos obtenidos a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSC), mientras que la biotinta vascular se prepara con microfragmentos de tejido adiposo del mismo receptor, extractos mediante liposucción.
Para que esta tecnología llegue en la práctica clínica, habrá que superar varios obstáculos. Uno de los más importantes será la creación de un banco de células madre pluripotentes reprogramadas de donantes. A pesar de las dificultades, el doctor Ángel Raya, investigador ICREA y coordinador del programa RegenBell, cree que este enfoque podría cambiar radicalmente el pronóstico de los pacientes con insuficiencia cardiaca, retrasando la progresión de la enfermedad entre diez y quince años.
La insuficiencia cardiaca, una patología bastante prevalente
La insuficiencia cardiaca es una patología bastante prevalente, que se produce cuando el corazón es incapaz de abombar eficazmente la sangre hacia los órganos del cuerpo. Los pacientes acostumbran a experimentar cansancio, dificultad para respirar y limitaciones para hacer actividades cotidianas como subir escaleras. Aunque en muchos casos no tiene cuidado, se puede tratar por medio de fármacos, cambios de hábitos y, en determinadas situaciones, intervenciones como la revascularización (por ejemplo, angioplastias), según informa el Canal Salut de la Generalitat.