Las células modificadas genéticamente acercan la ciencia a la reparación de corazones dañados

Los científicos se esfuerzan por luchar El asesino número 1 de la nación Descubra por qué los ensayos que utilizaron trasplantes de células para reparar el daño de un ataque cardíaco terminaron fracasando y causando arritmias potencialmente mortales.

a nuevo estudio En la revista Cell Stem Cell, señala el camino hacia una posible solución, llevando la medicina un paso más hacia el objetivo de regenerar el corazón humano.

«No creo que esto sea ciencia ficción décadas o siglos después», dijo Michael LaFlamme, profesor de la Universidad de Toronto y científico jefe de University Health Network. «Ya está sucediendo». Lovelam, que no fue uno de los autores del artículo, elogió a los investigadores por encontrar un «camino viable» para superar los peligrosos latidos cardíacos irregulares. Esta vía utiliza la última modificación genética para reemplazar las células muertas del corazón con nuevas células diseñadas para reducir las arritmias.

En un ataque cardíaco típico, un órgano pierde alrededor de una cuarta parte de sus 4 mil millones de células, dijo Charles Morey, quien dirigió el estudio y dirige el Instituto de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Universidad de Washington.

Incluso cuando tenemos la suerte de sobrevivir a un ataque al corazón, nuestra propia biología nos frustra. El corazón humano puede regenerarse al nacer, pero pierde su capacidad poco después por razones que no se comprenden del todo.

Al carecer de la capacidad de regeneración, el corazón reemplaza el tejido muerto con una cicatriz endurecida que dificulta el bombeo del órgano. Como resultado, el flujo de oxígeno al corazón se ralentiza, iniciando un ciclo fatal que culmina cuando «el corazón no puede ajustarse para satisfacer las demandas circulatorias del cuerpo», dijo Morey.

El equipo de la Universidad de Washington creó células especiales del músculo cardíaco, cardiomiocitos, con cuatro genes alterados y trasplantó millones de ellos a pequeños animales de Yucatán sin pelo que pesaban entre 110 y 120 libras. Las células MEDUSA, llamadas así por un personaje de la mitología griega, se adhieren al corazón de un cerdo, latiendo en sincronía con las células existentes y reduciendo las arritmias en un 95 %. Las arritmias que se produjeron fueron mucho más rápidas.

READ  Escolares de Luisiana se conectarán con astronautas de la NASA en el espacio

Los investigadores han buscado durante mucho tiempo los trasplantes de células como un tratamiento potencial para la enfermedad cardíaca, que mata a unos 700.000 estadounidenses cada año, lo que representa aproximadamente una de cada cinco muertes.

«Mi madre murió de una enfermedad cardíaca», dijo Morey. Utilizo como punto de referencia, ‘¿Le habría puesto esto a mi mamá? Cuando se le preguntó si las nuevas células cumplían con sus criterios, dijo: “Sabiendo cómo funcionan en el corazón de cerdo, sí. Los pondría en casa de mi mamá».

El equipo de la Universidad de Washington descubrió que inyectar células del músculo cardíaco provoca arritmias porque las células son inmaduras, por lo que no logran sincronizarse con el sistema eléctrico del corazón y obligan al órgano a latir demasiado rápido.

Para abordar estas deficiencias, los científicos comenzaron con células madre embrionarias humanas, que tienen el potencial de convertirse en cualquiera de los 200 tipos diferentes de células del cuerpo. Los investigadores realizaron experimentos para identificar los genes con mayor probabilidad de desempeñar un papel en las arritmias.

Cambiaron diferentes combinaciones de esos genes en las células madre, que luego se convirtieron en células del músculo cardíaco. Los científicos probaron las combinaciones para determinar qué causa la menor cantidad de latidos cardíacos irregulares. La mejor combinación: restar tres genes y agregar uno: arritmia en miniatura, aunque no la eliminó por completo.

«Es una contribución importante al campo para identificar la causa de las arritmias», dijo Wolfram-Obertus Zimmermann, director del Instituto de Farmacología y Toxicología del Centro Médico Universitario de Göttingen, Alemania. «Cabe señalar que no se observaron las arritmias masivas notadas anteriormente, pero el problema aún no se ha resuelto por completo».

Morey dijo que su laboratorio puede estar a dos años de probar las inyecciones de células en un ensayo clínico.

Los investigadores del Hospital de Stanford en Palo Alto, California, y en Alemania, Japón y China ya han comenzado los ensayos clínicos de varias terapias celulares destinadas a reparar el daño al corazón. Algunos implican inyectar células del músculo cardíaco en la pared del corazón y otros requieren suturar parches hechos de células directamente en el corazón.

READ  El ejercicio vigoroso puede proteger contra la muerte por enfermedad de Alzheimer

La principal ventaja de inyectar células del músculo cardíaco es que el procedimiento no requerirá una cirugía a corazón abierto. parchearé. La principal ventaja del parche es que sobreviven más células trasplantadas, dijo Nenad Bursak, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Duke.

Las células inyectadas mueren a un ritmo mayor porque se separan y no pueden recibir señales de supervivencia de las células vecinas. Además, cuando Las células se implantan primero en la pared del corazón, ellos Comienza sin un suministro de oxígeno a la sangre.

Deben superarse serios obstáculos antes de que la técnica de Murrey pueda usarse en personas. Incluso un número muy bajo de arritmias puede ser fatal para un paciente que se recupera de un ataque al corazón.

Además, los cinco cerdos trasplantados con células MEDUSA no sufrieron infartos. Como resultado, las células inyectadas tenían menos posibilidades de causar arritmias y no eran necesarias para reparar el tejido dañado. Además, algunos investigadores que no participaron en el estudio han expresado su preocupación de que la edición excesiva de genes en las células del corazón represente un riesgo de cáncer o interfiera con las funciones vitales que realizan las células.

«Debido a que hemos pasado por todas estas modificaciones genéticas, la pregunta que respondemos ahora es: ‘¿Qué pasa si alteramos demasiado las células?'». dijo Silvia Marciano, becaria postdoctoral en el laboratorio de Morey que ha trabajado en el proyecto durante cinco años.

Uno de los genes que está alterado en las células MEDUSA, SLC8A1, «podría afectar la capacidad de las células del corazón para contraerse», dijo Timothy Camp, MD, director del Centro de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Universidad de Wisconsin en Madison. Sin embargo, agregó, «creo que el concepto de modificar estos genes es poderoso. Quizás una combinación más simple». [of edits] Podría funcionar.»

Camp dijo que la solución ideal implicaría desarrollar un lote de células listo para usar que podría ser utilizado por un gran grupo de pacientes, pero sin requerir que tomen medicamentos inmunosupresores. Se necesitan medicamentos para evitar que el sistema inmunológico del cuerpo reconozca las células inyectadas como extrañas y las ataque.

READ  ¿Por qué arrugar y ralentizar el proceso?

«Los latidos cardíacos irregulares son un gran inconveniente. Los investigadores realizaron un estudio importante, pero necesitarán probar más animales para demostrar que estas células modificadas genéticamente no causan ritmos irregulares y pueden mejorar la función cardíaca», dijo Joseph Wu, director de Stanford. Instituto del Corazón y Vasculares”.

Wu está dirigiendo un ensayo clínico en el que entre nueve y 18 pacientes con infarto recibirán una inyección cateterizada de células del músculo cardíaco. Estas células han sido cultivadas a partir de células madre embrionarias humanas y no han sido modificadas genéticamente. Los pacientes recibirán medicamentos para prevenir arritmias potencialmente mortales.

Los científicos han aprendido a reprogramar las células de un paciente, evitando la controversia que rodea a las células madre embrionarias y eliminando el riesgo de rechazo por parte del sistema inmunitario. Pero Wu y sus colegas no están utilizando esta técnica en ensayos clínicos. La creación de células reprogramadas llevaría meses más y costaría mucho más dinero, dijo Wu.

Independientemente del enfoque, Los desafíos que implica la regeneración cardíaca no son solo científicos, sino también económicos. Los estudios que involucran animales grandes deben realizarse antes que los ensayos clínicos, que son costosos.

Sana Biotechnology, la empresa de la que Morey era vicepresidente, eliminó su programa de tratamiento de células cardíacas en diciembre. Dijo que las acciones de la compañía cayeron. (Morey ya no trabaja en Sana Biotech).

«¿Qué dice esto acerca de los obstáculos financieros?» Morey dijo en un correo electrónico. «Usted dice que el mercado es terrible ahora y que es difícil recaudar dinero. Científicamente, tenemos esto. Nuestro software es mejor que nunca y hemos tenido nuevos avances desde que descubrimos MEDUSA».

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *