Un equipo de bioingenieros del Brigham and Women's Hospital (BWH) de Boston (Estados Unidos) ha conseguido crear, en parte con materiales de origen humano, tejido cardiaco artificial que imita las funciones de los tejidos naturales del corazón.
El avance podría ayudar a los médicos a comprender cómo tratar las consecuencias nocivas de los trastornos cardiacos, informa el BWH en un comunicado.
"Los científicos y médicos anhelan que aparezcan nuevos métodos para la creación de tejidos cardiacos artificiales que se asemejen tanto como sea posible a los tejidos naturales, en términos de propiedades físicas y de función", explica Nasim Annabi, primera autora del tejido.
"Los biomateriales que actualmente se utilizan para reparar corazones tras un ataque cardíaco u otros trastornos cardiovasculares carecen de la funcionalidad y de la resistencia adecuadas. Nosotros presentamos una alternativa con propiedades mecánicas y funciones propias de los tejidos de los corazones reales”, asegura Annabi. Los resultados de su investigación han aparecido detallados en la revista Advanced Functional Materials.
El avance podría ayudar a los médicos a comprender cómo tratar las consecuencias nocivas de los trastornos cardiacos, informa el BWH en un comunicado.
"Los científicos y médicos anhelan que aparezcan nuevos métodos para la creación de tejidos cardiacos artificiales que se asemejen tanto como sea posible a los tejidos naturales, en términos de propiedades físicas y de función", explica Nasim Annabi, primera autora del tejido.
"Los biomateriales que actualmente se utilizan para reparar corazones tras un ataque cardíaco u otros trastornos cardiovasculares carecen de la funcionalidad y de la resistencia adecuadas. Nosotros presentamos una alternativa con propiedades mecánicas y funciones propias de los tejidos de los corazones reales”, asegura Annabi. Los resultados de su investigación han aparecido detallados en la revista Advanced Functional Materials.
Tropoelastina y microfabricación
Los investigadores crearon el gel MeTro, un material parecido al caucho y fabricado con tropoelastina, una proteína que otorga elasticidad a los tejidos humanos porque sus moléculas pueden ser estiradas y comprimidas repetidamente en procesos reversibles.
Este gel fue combinado posteriormente con técnicas de microfabricación para generar a partir de él sustancias con micropatrones bien definidos, y que proporcionan una gran elasticidad. Estos geles resultantes se usaron para crear tejido cardíaco con células musculares del corazón.
"El gel con micropatrones proporciona un soporte mecánico elástico de tejido muscular de corazón natural, como demuestra su capacidad para promover la unión, la propagación, la alineación, la función y la comunicación de células musculares del corazón," explica Annabi.
Los investigadores crearon el gel MeTro, un material parecido al caucho y fabricado con tropoelastina, una proteína que otorga elasticidad a los tejidos humanos porque sus moléculas pueden ser estiradas y comprimidas repetidamente en procesos reversibles.
Este gel fue combinado posteriormente con técnicas de microfabricación para generar a partir de él sustancias con micropatrones bien definidos, y que proporcionan una gran elasticidad. Estos geles resultantes se usaron para crear tejido cardíaco con células musculares del corazón.
"El gel con micropatrones proporciona un soporte mecánico elástico de tejido muscular de corazón natural, como demuestra su capacidad para promover la unión, la propagación, la alineación, la función y la comunicación de células musculares del corazón," explica Annabi.
Se usaron varias técnicas de microfabricación para desarrollar hidrogeles altamente elásticos con micropatrones bien definidos. Imagen: Ali Khademhosseini lab. Fuente: BWH.
Posibles aplicaciones
Los investigadores afirman que el gel MeTro servirá como modelo para futuros estudios sobre el funcionamiento de las células del corazón. Por otra parte, el desarrollo sienta las bases para la creación de versiones en 3D más elaboradas de tejido del corazón, en las que se incluirán las redes vasculares.
"Esto podrá lograrse mediante el ensamblaje de diversas capas de geles MeTro sembradas con células musculares del corazón a diferentes escalas", añade Ali Khademhosseini, bioingeniero del BWH y co-autor principal del estudio.
"A medida que seguimos adelante en nuestra búsqueda de la mejor manera de reparar un corazón roto, esperamos que los biomateriales que vayamos diseñando nos permitan superar con éxito las limitaciones de los tejidos artificiales actuales ", señala el científico.
La presente investigación ha sido financiada por los National Institutes of Health y el National Health and Medical Research Council, entre otras instituciones norteamericanas.
Los investigadores afirman que el gel MeTro servirá como modelo para futuros estudios sobre el funcionamiento de las células del corazón. Por otra parte, el desarrollo sienta las bases para la creación de versiones en 3D más elaboradas de tejido del corazón, en las que se incluirán las redes vasculares.
"Esto podrá lograrse mediante el ensamblaje de diversas capas de geles MeTro sembradas con células musculares del corazón a diferentes escalas", añade Ali Khademhosseini, bioingeniero del BWH y co-autor principal del estudio.
"A medida que seguimos adelante en nuestra búsqueda de la mejor manera de reparar un corazón roto, esperamos que los biomateriales que vayamos diseñando nos permitan superar con éxito las limitaciones de los tejidos artificiales actuales ", señala el científico.
La presente investigación ha sido financiada por los National Institutes of Health y el National Health and Medical Research Council, entre otras instituciones norteamericanas.
Referencia bibliográfica:
Nasim Annabi, Kelly Tsang, Suzanne M. Mithieux, Mehdi Nikkhah, Afshin Ameri, Ali Khademhosseini, Anthony S. Weiss. Highly Elastic Micropatterned Hydrogel for Engineering Functional Cardiac Tissue. Advanced Functional Materials (2013). DOI: 10.1002/adfm.201300570.
Nasim Annabi, Kelly Tsang, Suzanne M. Mithieux, Mehdi Nikkhah, Afshin Ameri, Ali Khademhosseini, Anthony S. Weiss. Highly Elastic Micropatterned Hydrogel for Engineering Functional Cardiac Tissue. Advanced Functional Materials (2013). DOI: 10.1002/adfm.201300570.