Las terapias cardíacas regenerativas implican el trasplante de células del músculo cardíaco en áreas dañadas del corazón para recuperar la función perdida. Sin embargo, se informa que el riesgo de arritmias después de este procedimiento es alto. En un estudio reciente, investigadores de Japón probaron un enfoque novedoso que consiste en inyectar ‘esferoides cardíacos’, cultivados a partir de células madre humanas, directamente en los ventrículos dañados. Los resultados altamente positivos observados en modelos de primates resaltan el potencial de esta estrategia.
Las enfermedades cardiovasculares siguen estando entre las principales causas de muerte en todo el mundo y son especialmente prevalentes en los países desarrollados. Los infartos de miocardio, comúnmente conocidos como «ataques cardíacos», están aumentando y provocan un número importante de muertes cada año.
Los ataques cardíacos suelen matar millones de células del músculo cardíaco, dejando el corazón debilitado. Dado que los mamíferos no pueden regenerar las células del músculo cardíaco por sí solos, los trasplantes de corazón son actualmente la única opción clínicamente viable para los pacientes que sufren (o que probablemente sufrirán) insuficiencia cardíaca. Dado que los trasplantes de corazón completo son costosos y es difícil conseguir donantes, no sorprende que la comunidad médica busque terapias alternativas.
Una estrategia prometedora que ha ido ganando terreno de manera constante es el uso de células madre pluripotentes inducidas por humanos (HiPSC) para la terapia cardíaca regenerativa. En pocas palabras, las HiPSC son células derivadas de células maduras que pueden «reprogramarse» eficazmente en un tipo de célula completamente diferente, como las células del músculo cardíaco (cardiomiocitos). Al trasplantar o inyectar cardiomiocitos derivados de HiPSC en áreas dañadas del corazón, es posible recuperar parte de la funcionalidad perdida. Desafortunadamente, los estudios han informado que este enfoque puede aumentar el riesgo de arritmias, lo que plantea un obstáculo importante para los ensayos clínicos.
En un estudio reciente, un equipo de investigación japonés de la Universidad Shinshu y la Facultad de Medicina de la Universidad Keio probó una nueva estrategia para la terapia cardíaca regenerativa que consiste en inyectar «esferoides cardíacos» derivados de HiPSC en monos con infarto de miocardio. Este estudio, publicado el 26 de abril de 2024, en la revista Circulaciónfue dirigido por el profesor Yuji Shiba del Departamento de Medicina y Ciencias Regenerativas de la Universidad Shinshu.
El equipo incluyó a Hideki Kobayashi, el primer autor, y Koichiro Kuwahara del Departamento de Medicina Cardiovascular de la Facultad de Medicina de la Universidad Shinshu, así como a Shugo Tohyama y Keiichi Fukuda del Departamento de Cardiología de la Facultad de Medicina de la Universidad Keio, entre otros.
En su novedoso enfoque, los investigadores cultivaron HiPSC en un medio que condujo a su diferenciación en cardiomiocitos. Después de extraer y purificar cuidadosamente los esferoides cardíacos (grupos tridimensionales de células cardíacas) de los cultivos, inyectaron aproximadamente 6 × 107 células en los corazones dañados de macacos cangrejeros (Macaca fascicular). Supervisaron el estado de los animales durante doce semanas, tomando medidas periódicas de la función cardíaca. A continuación, analizaron los corazones de los monos a nivel de tejido para evaluar si los esferoides cardíacos podían regenerar los músculos cardíacos dañados.
En primer lugar, el equipo verificó la reprogramación correcta de las HiPSC en cardiomiocitos. Observaron, mediante mediciones eléctricas a nivel celular, que las células cultivadas presentaban patrones de potencial típicos de las células ventriculares. Las células también respondieron como se esperaba a varios fármacos conocidos. Lo más importante es que descubrieron que las células expresaban abundantemente proteínas adhesivas como la conexina 43 y la N-cadherina, que promoverían su integración vascular en un corazón existente.
Posteriormente, las células fueron transportadas desde las instalaciones de producción de la Universidad de Keio a la Universidad de Shinshu, situada a 230 kilómetros de distancia. Los esferoides cardíacos, que se conservaron a 4 °C en contenedores estándar, resistieron sin problemas el viaje de cuatro horas. Esto significa que no se necesitarían medidas criogénicas extremas al transportar las células a las clínicas, lo que haría que el enfoque propuesto fuera menos costoso y más fácil de adoptar.
Finalmente, los monos recibieron inyecciones de esferoides cardíacos o de un placebo directamente en el ventrículo cardíaco dañado. Durante el período de observación, los investigadores notaron que las arritmias eran muy poco comunes, y sólo dos personas experimentaron taquicardia transitoria (pulso rápido) en las primeras dos semanas entre el grupo de tratamiento. Mediante ecocardiografía y exámenes de tomografía computarizada, el equipo confirmó que los corazones de los monos que recibieron tratamiento tenían una mejor eyección del ventrículo izquierdo después de cuatro semanas en comparación con el grupo de control, lo que indica una capacidad superior de bombeo de sangre.
El análisis histológico finalmente reveló que los injertos cardíacos estaban maduros y conectados adecuadamente al tejido preexistente, consolidando los resultados de observaciones anteriores. «Los esferoides cardíacos derivados de HiPSC podrían servir como una forma óptima de productos de cardiomiocitos para la regeneración del corazón, dado su sencillo proceso de generación y su eficacia.«, comenta el profesor asistente Kobayashi. «Creemos que los resultados de esta investigación ayudarán a resolver el principal problema de la arritmia ventricular que ocurre después del trasplante de células y acelerarán en gran medida la realización de la terapia regenerativa cardíaca.«, añade además.
Aunque se probó en monos, vale la pena señalar que el protocolo de producción de esferoides cardíacos utilizado en este estudio fue diseñado para aplicación clínica en humanos. «Los resultados favorables obtenidos hasta el momento son suficientes para dar luz verde a nuestro ensayo clínico, denominado ensayo LAPiS. Ya estamos empleando los mismos esferoides cardíacos en pacientes con miocardiopatía isquémica,» comenta el profesor asistente Kobayashi.
Esperemos todos un éxito rotundo en el ensayo LAPiS, allanando el camino para vías de tratamiento ampliadas y eficaces para las personas que padecen problemas cardíacos.