Células marcapasos individuales. Imagen: Vasanth Vedantham. Fuente: Cell Press.
Aunque los marcapasos de hoy en día son dispositivos electrónicos que salvan vidas, están limitados por su naturaleza artificial. Por ejemplo, sus piezas pueden fallar o pueden infectarse. Además, los dispositivos requieren un mantenimiento regular, deben ser reemplazados periódicamente, y sólo se pueden aproximar a la regulación natural de un latido del corazón.
Un artículo de revisión publicado en Trends in Molecular Medicine, de Cell Press, destaca los prometedores -con sus limitaciones- nuevos métodos basados en las células madre y en las tecnologías de reprogramación para generar marcapasos biológicos que algún día podrían reemplazar a los marcapasos electrónicos.
"En teoría, los marcapasos biológicos, que se componen de células eléctricamente activas que pueden integrarse funcionalmente con el corazón, podrían proporcionar una regulación natural del ritmo cardíaco sin la necesidad de hardware", dice el autor Vasanth Vedantham, de la Universidad de California en San Francisco (EE.UU.), en la nota de prensa de Cell Press, recogida por EurekAlert!
Para crear marcapasos biológicos, un enfoque es engañar a las células madre para convertirse en células marcapasos cardíacos especializadas como las que se encuentran normalmente dentro del nodo sinoauricular del corazón, y luego trasplantarlas a un corazón enfermo para restaurar la función marcapasos.
Otro enfoque prometedor es reprogramar directamente células de apoyo, ya presentes en el corazón -por ejemplo, los fibroblastos (presentes en el tejido conectivo)- y convertirlas en células marcapasos para restaurar la función cardiaca.
Un artículo de revisión publicado en Trends in Molecular Medicine, de Cell Press, destaca los prometedores -con sus limitaciones- nuevos métodos basados en las células madre y en las tecnologías de reprogramación para generar marcapasos biológicos que algún día podrían reemplazar a los marcapasos electrónicos.
"En teoría, los marcapasos biológicos, que se componen de células eléctricamente activas que pueden integrarse funcionalmente con el corazón, podrían proporcionar una regulación natural del ritmo cardíaco sin la necesidad de hardware", dice el autor Vasanth Vedantham, de la Universidad de California en San Francisco (EE.UU.), en la nota de prensa de Cell Press, recogida por EurekAlert!
Para crear marcapasos biológicos, un enfoque es engañar a las células madre para convertirse en células marcapasos cardíacos especializadas como las que se encuentran normalmente dentro del nodo sinoauricular del corazón, y luego trasplantarlas a un corazón enfermo para restaurar la función marcapasos.
Otro enfoque prometedor es reprogramar directamente células de apoyo, ya presentes en el corazón -por ejemplo, los fibroblastos (presentes en el tejido conectivo)- y convertirlas en células marcapasos para restaurar la función cardiaca.
Futuro
Vedantham afirma que los estudios iniciales de los marcapasos biológicos en animales grandes han generado resultados prometedores, pero que queda mucho más trabajo por delante antes de que pueda considerarse una terapia clínicamente viable.
Por ejemplo, los investigadores necesitan comprender mejor los mecanismos que controlan el desarrollo y el mantenimiento de las células marcapasos en el nodo sinoauricular, al igual que deben desarrollar maneras de comparar el tejido marcapasos experimental con el tejido auténtico del nodo sinoauricular. Además, los científicos tendrán que mejorar los métodos utilizados para enviar las células a las ubicaciones deseadas dentro del corazón, así como la recuperación de células individuales concretas para su caracterización y análisis funcional detallado.
"Los marcapasos biológicos deben conseguir un nivel muy alto de rendimiento para desplazar a los marcapasos electrónicos", dice Vedantham. "Dado que incluso unos pocos segundos sin latido del corazón pueden llevar a consecuencias graves, un marcapasos biológico tendría que presentar un rendimiento muy robusto y fiable. Queda por determinar si esto va a ser técnicamente factible. A pesar de estos desafíos, el campo está listo para un rápido progreso en los próximos años", añade.
Los autores tienen subvenciones del Instituto Nacional del Corazón, el Pulmón y la Sangre (NIH/NHLBI), y de la American Heart Association.
Recientemente, científicos de la Universidad de Buffalo (Nueva York) han desarrollado un sistema que alimenta los marcapasos electrónicos con la propia energía vibracional del latido, transformándola mediante un sistema piezoeléctrico. De ese modo, no necesitarían batería, aunque el sistema aún no se ha probado ni siquiera con animales.
Vedantham afirma que los estudios iniciales de los marcapasos biológicos en animales grandes han generado resultados prometedores, pero que queda mucho más trabajo por delante antes de que pueda considerarse una terapia clínicamente viable.
Por ejemplo, los investigadores necesitan comprender mejor los mecanismos que controlan el desarrollo y el mantenimiento de las células marcapasos en el nodo sinoauricular, al igual que deben desarrollar maneras de comparar el tejido marcapasos experimental con el tejido auténtico del nodo sinoauricular. Además, los científicos tendrán que mejorar los métodos utilizados para enviar las células a las ubicaciones deseadas dentro del corazón, así como la recuperación de células individuales concretas para su caracterización y análisis funcional detallado.
"Los marcapasos biológicos deben conseguir un nivel muy alto de rendimiento para desplazar a los marcapasos electrónicos", dice Vedantham. "Dado que incluso unos pocos segundos sin latido del corazón pueden llevar a consecuencias graves, un marcapasos biológico tendría que presentar un rendimiento muy robusto y fiable. Queda por determinar si esto va a ser técnicamente factible. A pesar de estos desafíos, el campo está listo para un rápido progreso en los próximos años", añade.
Los autores tienen subvenciones del Instituto Nacional del Corazón, el Pulmón y la Sangre (NIH/NHLBI), y de la American Heart Association.
Recientemente, científicos de la Universidad de Buffalo (Nueva York) han desarrollado un sistema que alimenta los marcapasos electrónicos con la propia energía vibracional del latido, transformándola mediante un sistema piezoeléctrico. De ese modo, no necesitarían batería, aunque el sistema aún no se ha probado ni siquiera con animales.
Referencia bibliográfica:
Vasanth Vedantham: New Approaches to Biological Pacemakers: Links to Sinoatrial Node Development. Trends in Molecular Medicine (2015). DOI: 10.1016/j.molmed.2015.10.002.
Vasanth Vedantham: New Approaches to Biological Pacemakers: Links to Sinoatrial Node Development. Trends in Molecular Medicine (2015). DOI: 10.1016/j.molmed.2015.10.002.