Investigadores de ingeniería de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, han demostrado que la estimulación eléctrica de células musculares del corazón humano (cardiomiocitos) diseñadas a partir de células madre humanas ayuda a su desarrollo y función. El equipo utilizó señales eléctricas, diseñadas para imitar…
Investigadores de ingeniería de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, han demostrado que la estimulación eléctrica de células musculares del corazón humano (cardiomiocitos) diseñadas a partir de células madre humanas ayuda a su desarrollo y función. El equipo utilizó señales eléctricas, diseñadas para imitar a las de un corazón en desarrollo, para regular y sincronizar las propiedades de latido de cardiomiocitos nacientes, las células que apoyan la función de latido del corazón.
La enfermedad cardiovascular es uno de los principales problemas de salud de todo el mundo, sobre todo porque el corazón no puede repararse a sí mismo: si los cardiomiocitos se pierden por una lesión o enfermedad, sólo tienen una mínima capacidad para regenerarse. Los científicos han estado tratando de desarrollar maneras de regenerar corazones mediante el uso de cardiomiocitos cultivados a partir de células del paciente tomadas de la piel o de la sangre.
Para tener éxito, estos cardiomiocitos tienen que responder e integrarse con el músculo que rodea el corazón. Pero, en la actualidad, la inmadurez y los latidos irregulares resultantes de los cardiomiocitos humanos derivados de células madre han limitado su utilidad para la medicina regenerativa y la investigación biológica. 'Hemos hecho un descubrimiento emocionante', dice la directora de esta investigación, Gordana Vunjak-Novakovic, profesora de la fundación Mikati de Ingeniería Biomédica y profesora de Ciencias Médicas.
'Aplicamos la estimulación eléctrica para madurar estas células, regular su función contráctil y mejorar su capacidad de conectar con las demás. De hecho, hemos entrenado a la célula a adoptar el patrón de latidos del corazón, mejoramos la organización de proteínas cardiacas importantes y adyudamos a que las células se vuelvan más como las adultas', detalla.
Y subraya: 'Este precondicionamiento es un paso importante para la generación de células resistentes que son útiles para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo el estudio de la biología de los cardiomiocitos, las pruebas de fármacos y la terapia de células madre. Y creemos que nuestro método podría conducir a la reducción de la arritmia durante la regeneración del corazón basada en células'.
El equipo de este trabajo cultivó cardiomiocitos derivados de células madre humanas y los rediseñó en estructuras tridimensionales, exponiéndolas posteriormente a señales eléctricas que imitaban las de un corazón sano durante más de una semana. Estos expertos demostraron que esta estimulación eléctrica aumenta la conectividad de los cardiomiocitos y la regularidad de la contracción muscular.
Los investigadores, cuyo trabajo se detalla en la edición digital de 'Nature Communications', planean llevar a cabo estudios fundamentales de cómo el corazón inmaduro desarrolla su función de latir e investigar si los cardiomiocitos 'condicionados' tendrán la capacidad de integrarse a la perfección con el músculo cardiaco y proporcionar un funcionamiento sincronizado de los latidos.
'El corazón es un órgano de complejidad increíble, con unos 3.000 millones de células que laten de forma sincrónica en respuesta a señales eléctricas,' señala Vunjak-Novakovic. 'Nuestra capacidad para recapitular la biología utilizando herramientas de bioingeniería continúa impulsando nuestro trabajo y es una fuente de inspiración', añade.