Investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH), han avanzado en la creación de corazones humanos, mediante bioingeniería utilizando corazones descelularizados de donantes cultivados con células musculares cardiacas (generadas a partir de células madre inducidas pluripotenciales (iPSCs)), del receptor potencial. Incluso desarrollaron un sistema biorreactor automatizado capaz de soportar un corazón humano completo durante el proceso de recelularización.
“La generación de tejido cardiaco funcional implica el cumplimiento de varios desafíos”, dice Jacques Guyette, del Centro de Medicina Regenerativa (CRM), autor principal del informe. “Entre otras, proporcionar un andamiaje estructural capaz de soportar la función cardíaca, el suministro de células cardiacas especializadas, y un ambiente de apoyo en el que las células pueden repoblar el andamiaje para formar un tejido maduro capaz de manejar las funciones cardíacas complejas.”
El equipo de investigación está dirigido por Harald Ott, del CRM y el Departamento de Cirugía. En 2008, Ott desarrolló un procedimiento para separar las células vivas de un órgano de un donante con una solución detergente y luego repoblar el andamiaje de la matriz extracelular restante células correspondientes a los órganos. Desde entonces, su equipo ha utilizado el método para generar pulmones y riñones de rata funcionales, y descelularizar corazones, pulmones y riñones de grandes animales. Este informe es el primero en llevar a cabo un análisis detallado de la matriz de andamiaje que queda después de descelularización de los corazones humanos enteros, junto con recelularización de la matriz cardiaca de todo el corazón.
El estudio incluyó a 73 corazones humanos que habían sido donados a través del Banco de Órganos de Nueva Inglaterra, no adecuados para trasplante. Utilizando una versión ampliada del proceso desarrollado originalmente en corazones de ratas, el equipo descelularizo los corazones de los donantes.
Indujeron a diferenciarse células pluripotentes en células del músculo cardíaco o cardiomiocitos. Las sembraron en el tejido de la matriz tridimensional, primero en rodajas delgadas de matriz y luego en fibras 15 mm, las cuales comenzaron contratación espontánea después de varios días en cultivo.
El equipo inóculo unos 500 millones de cardiomiocitos en la pared ventricular izquierda del corazón descelularizado. Los órganos fueron montados durante 14 días en un sistema biorreactor automatizado desarrollado por el equipo de MGH que perfundio el órgano con la solución de nutrientes y aplico factores de estrés ambiental tales como la presión ventricular para reproducir las condiciones dentro de un corazón vivo.
En el análisis del tejido regenerado encontraron regiones densas de células derivadas que tenían la apariencia de tejido muscular cardíaco inmaduro y demostraron contracción funcional en respuesta a la estimulación eléctrica.
“La regeneración de un corazón entero es sin duda un objetivo a largo plazo a varios años de distancia, por lo que en este momento estamos trabajando en la ingeniería de un parche de miocardio funcional que podría reemplazar el tejido cardíaco dañado en un ataque al corazón o insuficiencia cardíaca”, dice Guyette. “Entre los próximos pasos que están llevando a cabo son la mejora de los métodos para generar células cardiacas y optimizar las técnicas de cultivo a base de biorreactores para mejorar la maduración y la función del tejido cardiaco.
