Andamios para restaurar tejido cardiaco dañado

De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, las enfermedades cardiovasculares siguen siendo la principal causa de muerte en todo el mundo, seguidas de cerca por el cáncer y la diabetes.

Con la intención de tratar de revertir un poco esta realidad, un grupo interinstitucional, integrado por investigadores de la UNAM, la Universidad Autónoma de Querétaro y el Centro Médico Nacional Siglo XXI, del IMSS, desarrolla andamios celulares para la restauración de tejido cardiaco dañado por un infarto, el cual se presenta más frecuentemente por tener niveles altos de colesterol.

“Luego de su reanimación en el servicio de urgencias de un hospital, quien es víctima de un infarto al miocardio (el músculo del corazón) requiere que se le restaure el tejido cardiaco dañado”, señala Alfredo Maciel, académico del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de la UNAM.

En el caso del colesterol, cuando tapa las arterias, éstas dejan de irrigar algunas zonas de tejido cardiaco, por lo que las células de dicho tejido mueren debido a la falta del oxígeno y de los nutrientes que reciben con la sangre.

“Restaurar ese tejido no es fácil. Primero hay que eliminar las células que murieron y después rellenar el hueco que dejan con células nuevas”, apunta Maciel, cofundador, con Ricardo Vera, de un grupo del IIM dedicado a la creación de polímeros para aplicaciones biomédicas.

En ocasiones, ese hueco se llena con tejido fibrótico, conformado por fibras de colágeno. Sin embargo, como el colágeno no es un músculo, no puede hacer la función del miocardio.

De policaprolactona

En el IIM ya se han hecho andamios de poliácido láctico que se han implantado en una zona dañada por un infarto al miocardio, para promover la restauración del tejido del corazón.

Ricardo Vera, Mónica Castillo —de la Universidad Autónoma de Sonora— y Alida Ospina, como parte de su maestría, los probaron in vivo.

A una rata wistar se le indujo un infarto. Posteriormente, en un área dañada del corazón se colocó uno de estos andamios con células de corazón especiales para la regeneración de tejido y en otra no se implantó nada.

Al roedor se le dio un tratamiento con oxígeno hiperbárico y, después de un tiempo, en el área donde se colocó el andamio de poliácido láctico, la lesión por el infarto se redujo considerablemente; y en la que no se implantó nada, no sucedió así.

Actualmente, Alfredo Maciel, Alida Ospina (hoy estudiante de doctorado) y Ángel Juan Sánchez —de la Universidad Autónoma de Querétaro, como parte de su tesis de maestría— desarrollan andamios de policaprolactona con colágeno y epicatequina, un fármaco que ayuda a la regeneración celular del tejido cardiaco infartado.

“Estos andamios tendrán dos funciones: contener y liberar la epicatequina en la zona exacta donde se necesita reanimar el crecimiento celular; y servir de soporte para que éste se lleve a cabo”, asegura Maciel.

Los investigadores ya han medido con éxito la liberación del fármaco en las primeras 48 horas; sin embargo, ya están desarrollando nuevos andamios que permitirán liberarlo de manera controlada a lo largo de 15 días, tiempo necesario para lograr la restauración del tejido cardiaco dañado.

Asimismo, en colaboración con el doctor Andrés Castell, de la Facultad de Medicina de la UNAM, ya evalúan in vitro la viabilidad celular de estos andamios.

“Las células nuevas se obtienen de cordón umbilical de humano. Se cultivan, se alimentan y crecen en incubadoras; luego se trasplantan a los andamios, para su crecimiento en células especializadas”, dice Maciel.

Dentro de seis meses, los andamios de policaprolactona con colágeno y epicatequina se probarán in vivo. En animales de laboratorio se inducirá un infarto artificial y se colocará uno de ellos en el corazón para medir su eficiencia en la restauración del tejido cardiaco dañado.

Una vez corroborada su eficiencia en roedores, se probarán en humanos. Serán implantados por el doctor Guillermo Prado en pacientes infartados del Centro Médico Nacional Siglo XXI del IMSS.

Biodegradables

Hechos mediante la técnica del electrohilado, que permite crear fibras a escalas micro y nanométrica para una gran variedad de aplicaciones biomédicas, los andamios de poliácido láctico y de policaprolactona con colágeno y epicatequina son biodegradables.

Unos se producen a partir del ácido láctico, que a su vez se puede sintetizar a partir del petróleo o de cepas de bacterias y hongos (incluso, al hacer ejercicio, el humano lo genera); los otros, a partir de la caprolactona, que a su vez se sintetiza a partir del petróleo por la oxidación de la ciclohexanona.

“A diferencia del politereftalato de etilenglicol (PET), que también se sintetiza a partir del petróleo y tarda cientos de años en degradarse, los andamios de poliácido láctico y de policaprolactona con colágeno y epicatequina tienen una gran ventaja: por el metabolismo se degradan dentro del cuerpo”, finaliza Maciel.