Dos tipos de células del corazón, cardiomiocitos y células endoteliales.
La clave para el tratamiento de las enfermedades del corazón podría residir en un nuevo tipo de tipo de célula que se encontraría en una fase situada entre las células madre embrionarias y las células del corazón adulto. Y los investigadores del Instituto Gladstone han descubierto cómo fabricarlas. Estas prometedoras células inducidas expandibles cardiovasculares progenitoras (CPC) han demostrado orgánicamente la capacidad de convertirse en células del corazón, sin perder su capacidad de replicarse. Y, según el artículo que se publica en «Cell Stem Cell», cuando se inyectan en un ratón después de un ataque al corazón, las células son capaces de mejorar drásticamente la función cardiaca.
Durante décadas los científicos han buscado cómo tratar la insuficiencia cardiaca mediante el trasplante de células del corazón adulto, «pero estas células no pueden reproducirse por sí mismas, y, por lo tanto, no son capaces de sobrevivir en el corazón dañado», explica Yu Zhang, autor principal del estudio e investigador del Instituto Gladstone. «Nuestras nuevas células, sin embargo, sí pueden replicarse y madurar de forma fiable en los tres tipos de células cardiacas –cardiomiocitos, células endoteliales y células del músculo liso-, lo que las convierte en un tratamiento potencial muy prometedor para la insuficiencia cardíaca».
Las células progenitoras cardiovasculares se generan de forma natural durante el desarrollo embrionario y dan lugar a diferentes tipos de células cardiacas. En este estudio, los investigadores han sido capaces de crear este tipo de células en el laboratorio y han utilizado fármacos para atrapar y mantener las células madre del corazón en un estado de precursor cardiaco antes de que se desarrollasen en células cardiacas completamente funcionales.
Según los investigadores, las células madre específicas para cada órgano son especiales porque pueden convertirse en células adultas y replicarse de forma indefinida. En este trabajo concreto, los investigadores han podido expandir las células CPC de manera exponencial durante una docena de generaciones, creando suficientes células para tratar potencialmente a un número amplio de pacientes. Este tipo de auto-renovación, explican, es particularmente importante para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca, ya que después de un ataque cardiaco se pueden perder más de mil millones de células del corazón.
Así, subrayan los investigadores, el hecho de poder renovarse de forma prolífica significa que las CPC podrían ser una manera sostenible para reemplazar las células dañadas. Además, también se podrían desarrollar en cada uno de los tres diferentes tipos de células del corazón: cardiomiocitos, células endoteliales y células musculares lisas. Tal y como se ha visto en este estudio cuando se inyectan en un corazón, las células se convertían de forma espontánea en estas células sin necesidad de señales adicionales.
Hasta ahora, los intentos previos para tratar la insuficiencia cardíaca mediante el trasplante de células cardiacas adultas han fracasado en gran medida debido a que las nuevas células mueren rápidamente ya que no se renuevan; es decir, su capacidad para repoblar un corazón enfermo es limitado. Además, en la mayoría de los trasplantes celulares solamente se emplean un único tipo de célula cardiaca – cardiomiocitos o células del músculo liso-, pero se sabe que un corazón requiere de los tres tipos de células para sanar y funcionar correctamente.
Tampoco han tenido éxito los intentos de inyectar células madre no cardiacas en el corazón debido a que las células inyectadas no son eficaces a la hora de convertirse en células del corazón, ya que requieren señales complejas para realizar dicho cambio. Además, el trasplante de células madre no cardiacas también incrementa el riesgo de formación de tumores, ya que muchas de las células se convierten en otros tipos de células. Sin embargo, las CPC evitan este problema, puesto que ya se encuentran ‘destinadas’ a convertirse solo en células del corazón y no en ningún otro tipo.
En el estudio actual, el 90% de las células CPCs inyectadas en un corazón de ratón después de un ataque al corazón se transformaron con éxito en células del corazón funcionales, ‘latiendo’ con las células existentes y creando nuevos vasos sanguíneos. De esta forma mejoraron significativamente la función del corazón, haciendo que el corazón bombeara de una forma más eficiente. Los beneficios se prolongaron durante al menos tres meses. Debido a que estas células se generan a partir de células de la piel, se abre la puerta para la medicina personalizada, el uso de células del propio paciente para tratar su enfermedad cardiaca.
«Son el precursor más cercano a las células del corazón funcionales, y, en un solo paso, pueden convertirse en células cardiacas, tanto en el laboratorio como en un corazón vivo. Y debido a que gracias a nuestra nueva tecnología podemos crear rápidamente miles de millones de estas células y luego trasplantarlas en los corazones dañados podrían ser la solución ideal para la regeneración del corazón para tratar la insuficiencia cardíaca», destaca Sheng Ding, investigador principal del estudio.
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