Las nuevas células musculares del corazón crecen a partir de la piel de los pacientes

En una primicia mundial, los científicos han desarrollado nuevas células sanas del músculo cardíaco utilizando células de la piel de pacientes con insuficiencia cardíaca. Escribiendo sobre su trabajo en un papel publicado en línea esta semana en el Diario europeo del corazón, el equipo con base en Israel explica cómo las nuevas células musculares del corazón son capaces de integrarse con el tejido cardíaco existente, lo que abre la posibilidad de reparar el daño cardíaco en pacientes con insuficiencia cardíaca que usan sus propias células madre.
Sin embargo, los investigadores advierten que todavía hay muchos obstáculos que superar antes de que este método esté disponible para los pacientes, y estiman que pueden pasar de cinco a diez años antes de que los ensayos clínicos comiencen.
El investigador principal del estudio es Lior Gepstein, profesor de medicina (cardiología) y fisiología en el Laboratorio de investigación de Sohnis para electrofisiología cardíaca y medicina regenerativa, Technion-Israel Institute of Technology y Rambam Medical Center en Haifa, Israel.
Los avances en la biología de células madre y la ingeniería de tejidos acercan aún más la posibilidad de reparar el daño del músculo cardíaco con nuevas células, pero aún quedan desafíos considerables, como la fuente de un buen suministro de nuevas células sanas del corazón humano sin que el sistema inmunológico las rechace.
Gepstein y sus colegas tomaron células de la piel de pacientes ancianos con insuficiencia cardíaca y las reprogramaron en células madre pluripotentes inducidas por el ser humano (hiPSCs), un tipo de célula madre que tiene el potencial de convertirse en casi cualquier tipo de célula en el cuerpo. Luego demostraron que los hiPSCs podían diferenciarse para convertirse en células del músculo cardíaco (cardiomiocitos) que podían integrarse en el tejido cardíaco de las ratas.
La creación de células musculares del corazón a partir de hiPSCs derivados de células de la piel no es nueva, se ha realizado varias veces antes, pero en esos casos, las células de la piel provienen de voluntarios jóvenes y sanos. Como Gepstein le dijo a la prensa:
"Lo que es nuevo y emocionante de nuestra investigación es que hemos demostrado que es posible tomar células de la piel de un paciente anciano con insuficiencia cardíaca avanzada y terminar con sus propias células en un laboratorio sano y joven - el equivalente a la etapa de las células de su corazón cuando acaba de nacer ".
"En este estudio, hemos demostrado por primera vez que es posible establecer hiPSCs de pacientes con insuficiencia cardíaca, que representan a la población de pacientes objetivo para futuras estrategias de terapia celular utilizando estas células, y persuadirlos para que se diferencien en células del músculo cardíaco que pueden integrarse con Alojar el tejido cardíaco ", agregó.
Otro obstáculo que causa dolores de cabeza en este campo es cómo hacer que las células madre sin ellas se desarrollen fuera de control y se conviertan en tumores.
Parece que Gepstein y sus colegas también han encontrado una forma de evitarlo.
Tomaron células de la piel de dos pacientes con insuficiencia cardíaca masculina (una de 51 años, la otra 61) y las reprogramaron insertando tres genes (los factores de transcripción Sox2, Klf4 y Oct4) y una molécula pequeña, ácido valpróico, en los núcleos de la células para integrarse con el ADN celular.
Pero hicieron algo diferente a lo que se había hecho antes: no agregaron el factor de transcripción c-Myc al cóctel. Esto se ha agregado en el pasado, pero ahora se cree que es el culpable causante de cáncer.
Gepstein explicó que el riesgo potencial de que las células crezcan fuera de control y se conviertan en tumores también podría surgir de la "integración aleatoria en el ADN de la célula del virus que se usa para transportar los factores de transcripción, un proceso conocido como oncogénesis insercional".
Por lo tanto, para eliminar el riesgo potencial de la oncogénesis insercional, los investigadores todavía usaban un virus para entregar la información de reprogramación al núcleo de la célula, pero luego la eliminaban después.
Los resultados mostraron que los hiPSCs se diferenciaron con éxito en células de músculo cardíaco o cardiomiocitos tan efectivamente como los derivados de los controles para el estudio, en este caso voluntarios jóvenes y sanos.
Luego, los cardiomiocitos se convirtieron en tejido cardíaco, que los investigadores cultivaron con tejido cardiaco preexistente. 24 a 48 horas después, estaban latiendo juntos.
Gepstein dijo que se estaban "comportando como un pequeño tejido cardíaco microscópico compuesto de aproximadamente 1000 células en cada área de latido".
En el último paso de su estudio, los investigadores trasplantaron el tejido recién formado en los corazones de ratas sanas vivas y mostraron conexiones establecidas con las células en el músculo cardíaco del huésped.
La cuestión de si las nuevas células musculares del corazón cultivadas de esta manera serán rechazadas por el paciente aún permanece.
"Uno de los obstáculos para lidiar con este problema es que, en esta etapa, solo podemos trasplantar células humanas en modelos animales y, por lo tanto, tenemos que tratar a los animales con fármacos inmunosupresores para que no se rechacen las células", explicó Gepstein, y agregó que todavía hay un largo camino por recorrer antes de que este tipo de tratamiento esté disponible en la clínica.
Enumeró algunos de los obstáculos que aún deben superarse, como:
"... escalar para derivar un número clínicamente relevante de células, desarrollar estrategias de trasplante que aumenten la supervivencia, maduración, integración y potencial regenerativo del injerto celular, desarrollar procedimientos seguros para eliminar los riesgos de causar cáncer o problemas con el ritmo normal del corazón; en animales, y grandes fondos de la industria, ya que es probable que sea un esfuerzo muy costoso ".
"Supongo que tomará al menos cinco o diez años para los ensayos clínicos si se pueden superar estos problemas", agregó.
Mientras tanto, el equipo continúa trabajando en esta área. Están planeando evaluar hiPSCs para reparar corazones dañados en varios modelos animales, además de estudiar trastornos cardíacos, desarrollo de fármacos y pruebas.
Escrito por Catharine Paddock PhD

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