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16 de Julio de 2020
Cardiología

Crean un corazón capaz de bombear impreso en 3D con células madre humanas

La biotinta usada permite a las células diferenciarse en cardiomiocitos, organizarse y desplazar fluidos de forma conjunta.

La réplica del corazón humano permitirá estudiar enfermedades y ensayar tratamientos contra ellas. En la imagen, reproducción en 3 dimensiones de un corazón humano. [iStock/Paul Campbell]

Las enfermedades cardiovasculares constituyen la principal causa de fallecimiento en todo el mundo. Por ello, la comunidad científica investiga el modo de obtener modelos que permitan estudiar los mecanismos patológicos de las distintas afecciones, así como la evaluación de nuevos fármacos. Ahora, Brenda M. Ogle y su equipo, de la Universidad de Minnesota, en colaboración con investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham, presentan un corazón impreso en tres dimensiones, formado por células humanas y funcional.

En su trabajo, publicado por la revista Circulation Research, los autores optaron por usar células madre humanas pluripotentes. Estas presentan la capacidad de diferenciarse en cualquier tipo celular del organismo y, a diferencia de los cardiomiocitos que conforman el músculo cardíaco, proliferan hasta ocupar toda la estructura del corazón artificial. Estructura obtenida mediante tecnología de impresión en tres dimensiones, a partir de una biotinta compuesta por proteínas de la matriz extracelular, en concreto una mezcla de metacrilato de gelatina y metacrilato de colágeno, y las propias células madre.

La imagen digital de un corazón humano, obtenida mediante resonancia magnética, sirvió a modo de plantilla. Sin embargo, los investigadores escalaron la imagen, hasta obtener un corazón de 1,3 centímetros de largo, tamaño similar al de un ratón. Aun así, consiguieron reproducir con gran fidelidad los ventrículos cardíacos, responsables del bombeo sanguíneo, así como las conexiones vasculares con la arteria aorta y la vena cava.

Catorce días después de la impresión, las células madre ya recubrían el 90 por ciento de la superficie y, tras iniciar el protocolo de diferenciación, el 87 por ciento de ellas completó su transformación a cardiomiocitos, al cabo de 6 semanas. Cardiomiocitos maduros y capaces de latir; pues, para satisfacción de los científicos, el tejido bioimpreso presentaba la densidad celular adecuada para contraerse de forma espontánea y mover fluidos.

Ogle y sus colaboradores destacan el avance que supone este resultado, ya que, tras varios intentos fallidos, la técnica de impresión usada permite a las células cardíacas organizarse y trabajar de forma conjunta, como en un corazón real. En un futuro, trabajarán en la optimización de los procesos de crecimiento y maduración, para obtener un tejido lo más homogéneo y resistente posible. Además, plantean la adaptación de la biotinta a fin de obtener otros órganos y tejidos.

Marta Pulido Salgado

Referencia: «In situ expansion, differentiation, and electromechanical coupling of human cardiac muscle in a 3D bioprinted, chambered organoid», de M. E. Kupfer et al., en Circulation Research; 127, páginas 207–224, publicado el 31 de marzo de 2020.

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