Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, junto con colaboradores de los Países Bajos, han desarrollado un modelo de corazón que consiste en tejido de músculo cardíaco diseñado que está adherido a un material elástico. El diseño permite al equipo imitar las fuerzas mecánicas que experimenta el tejido cardíaco en el cuerpo, lo que debería proporcionarles datos más precisos al utilizar el modelo para replicar enfermedades o estudiar los efectos de diversos tratamientos. El diseño puede eventualmente conducir a nuevas formas de recrear con mayor precisión el tejido del músculo cardíaco en el laboratorio, que podría funcionar como tejido de reemplazo para pacientes con enfermedades cardíacas.
La ingeniería de tejidos avanza a pasos agigantados. Si bien los investigadores aún no han podido cultivar nuevos órganos listos para trasplantes en el laboratorio, cada año están más cerca de lograrlo. Esta última tecnología tiene como objetivo hacer crecer tejido cardíaco en condiciones que imiten las fuerzas mecánicas que experimenta el corazón mientras late.
"Nuestro laboratorio ha estado trabajando durante mucho tiempo en la ingeniería y la construcción de tejido muscular del corazón humano, para que podamos rastrear mejor cómo se manifiesta la enfermedad y también crear tejidos terapéuticos para algún día reparar y reemplazar el daño cardíaco", dijo Adam Feinberg, un investigador involucrado. en el estudio, en un comunicado de prensa de CMU. “Uno de los desafíos es que tenemos que construir estos pequeños trozos de músculo cardíaco en una placa de Petri, y lo hemos estado haciendo durante muchos años. De lo que nos hemos dado cuenta es que estos sistemas in vitro no recrean con precisión la carga mecánica que vemos en el corazón real debido a la presión arterial”.
Las cargas hemodinámicas que experimenta el tejido cardíaco pueden ser importantes para su desarrollo normal, pero también desempeñan un papel en determinadas enfermedades cardíacas. Estas cargas implican el estiramiento que experimentan las células cardíacas a medida que se llenan las cámaras del corazón y también las fuerzas ejercidas cuando el corazón late. Para replicar estas fuerzas in vitro , los investigadores unieron tejido cardíaco diseñado a una tira elástica de polidimetilsiloxano contra la cual el tejido tira mientras late.
La tecnología permite a los investigadores replicar mejor varios escenarios clínicos y explorar la mecánica detrás de la enfermedad cardíaca. "Una de las cosas realmente importantes de este trabajo es que es un esfuerzo de colaboración entre nuestro laboratorio y colaboradores en los Países Bajos, incluido el cardiólogo Peter van der Meer", dijo Feinberg. “Peter trata a pacientes que tienen enfermedades cardiovasculares genéticamente relacionadas, incluido un tipo llamado miocardiopatía arritmogénica (MCA) que a menudo empeora con el ejercicio. Hemos podido obtener células madre pluripotentes inducidas específicas del paciente, diferenciarlas en células del músculo cardíaco y luego usarlas en nuestro nuevo modelo EHT para recrear la ACM en una placa de Petri, de modo que podamos comprenderla mejor”.
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Estudio en medicina traslacional científica : la carga dinámica de tejido cardíaco diseñado por humanos mejora la función contráctil e impulsa un fenotipo de enfermedad relacionado con el desmosoma