Marcapasos controlados por la luz pueden tratar problemas de ritmo cardiaco

Una nueva tecnología para estimular las células cardiacas con luz de baja energía permite pensar en la posibilidad de un marcapasos controlado por la luz, según un nuevo estudio.

Investigadores de la Universidad de Stony Brook (Nueva York, EUA), desarrollaron una estrategia de unidades de células en tándem (TCU) con células no excitables para llevar canales iónicos exógenos sensibles a la luz que están acoplados eléctricamente a los cardiomiocitos, produciendo tejido cardiaco ópticamente excitable. La estrategia de TCU, que se basa en la optogenética, fue validada in vitro en parejas de células con miocitos caninos adultos (para una gama más amplia de fuerzas de acople) y en el sincitio cardíaco con cardiomiocitos neonatales de rata. Se desarrolló una línea celular que expresaba la chanalrodopsina2(ChR2), estable, sensible a la luz caracterizada, y utilizada como un sistema de suministro de células.

Los investigadores también fueron capaces de combinar la excitación óptica y de imagenología óptica para capturar imágenes de las contracciones musculares provocadas por la luz y mapas de propagación de alta resolución de las generadas por la luz, que resultaron ser cuantitativamente indistinguibles, de las ondas de origen eléctrico. El estudio reveló que la estimulación óptica utiliza menos energía, ofrecen un mejor control espacio-temporal y permite el acceso remoto.

Según los investigadores, la técnica podría servir de base para una nueva generación de marcapasos cardiacos dependientes de la luz y actuadores de los músculos. El estudio fue publicado en la edición de agosto de 2011 de la revista Arrhythmia & Electrophysiology.

“Los marcapasos electrónicos y los desfibriladores son tecnologías bien establecidas y exitosas, pero no están exentas de problemas, incluyendo la rotura de los cables de metal, la vida limitada de la batería, y la interferencia por campos magnéticos fuertes”, dijo la autora principal, Emilia Entcheva, PhD, una profesora asociada de ingeniería biomédica. “Con el tiempo, la estimulación óptica podrá superar algunos de estos problemas y ofrecer una nueva forma de controlar la función del corazón”.

La optogenética es la combinación de métodos genéticos y ópticos para controlar eventos específicos en células específicas de los tejidos vivos, incluso dentro de los mamíferos con movimiento libre y otros animales, con la precisión temporal - en la escala de tiempo de milisegundos - necesaria para mantener el ritmo de los sistemas biológicos intactos en funcionamiento.

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Stony Brook University