Hidrogel inyectable previene daño al ventrículo derecho del corazón debido a sobrecarga de presión crónica

El síndrome del corazón izquierdo hipoplásico es una afección pediátrica grave en la que el ventrículo izquierdo está subdesarrollado y no funciona, y representa menos del 4 % de los defectos cardíacos congénitos, pero provoca el 40 % de las muertes relacionadas con defectos cardíacos en los recién nacidos. Este síndrome tiene una tasa de supervivencia de sólo el 35 %. El tratamiento actual implica tres cirugías mayores a corazón abierto antes de los cinco años, con el objetivo de redirigir la sangre oxigenada al ventrículo derecho. Los pacientes pediátricos posquirúrgicos también requieren medicación, fisioterapia y una dieta especializada. Sin embargo, este tratamiento sobrecarga el ventrículo derecho, que normalmente es responsable de bombear sangre a menor presión y volumen a los pulmones. Con el tiempo, esta carga de trabajo antinatural hace que el ventrículo derecho se agrande y forme cicatrices, lo que eventualmente provoca insuficiencia cardíaca y requiere un trasplante. Ahora, un nuevo estudio ha llevado al desarrollo de un hidrogel inyectable que puede mitigar el daño al ventrículo derecho del corazón con sobrecarga de presión crónica.

Un equipo de investigación que incluyó investigadores de la Universidad de California en San Diego (La Jolla, CA, EUA) realizó el estudio en roedores. En 2019, se demostró que este mismo hidrogel es seguro para uso humano a través de un ensayo de fase 1 aprobado por la FDA en personas que sufrieron un ataque cardíaco. En este caso, el hidrogel inyectable está destinado a niños nacidos con síndrome del corazón izquierdo hipoplásico. El hidrogel se elabora a partir de la matriz extracelular cardíaca, que se somete a un proceso para eliminar el contenido celular, luego se seca, se muele hasta convertirlo en polvo y se licua para inyección. Al entrar en contacto con la temperatura corporal y el pH, se transforma en un gel poroso semisólido que promueve la reparación del tejido cardíaco y mejora la funcionalidad al incentivar a las células del paciente a repoblar las áreas dañadas.

En el estudio con roedores, los hidrogeles preparados a partir de tejidos ventriculares izquierdo y derecho de corazones de cerdo mostraron diferentes efectos debido a diferencias inherentes en los tejidos. La inyección en el ventrículo derecho mejoró la función cardíaca, toleró la presión y el volumen sanguíneo elevados y redujo la cicatrización de los tejidos y el crecimiento muscular desadaptativo. Si bien los hidrogeles de ambos lados del corazón mejoraron la función sistólica, el hidrogel derivado del ventrículo izquierdo fue más efectivo, potencialmente debido a niveles más bajos de colágeno tipo 1 en comparación con el tejido del ventrículo derecho, que mostró una mayor respuesta inflamatoria.

El hidrogel también influyó en la expresión genética, en particular en las vías relacionadas con la reparación cardíaca, como el desarrollo del sistema circulatorio, la estructura muscular y la regulación vascular, junto con la respuesta inmune y la respuesta a compuestos que contienen oxígeno. Con base en estos hallazgos preclínicos, la FDA ha autorizado una solicitud de nuevo medicamento en investigación para comenzar un ensayo clínico en pacientes pediátricos luego de las aprobaciones institucionales. Este ensayo examinará la eficacia del hidrogel en recién nacidos con síndrome del corazón izquierdo hipoplásico con el objetivo de extender el período funcional del corazón del paciente, mejorando significativamente su calidad de vida, función cognitiva y crecimiento.

"Hasta donde sabemos, es la primera vez que se evalúa una terapia con biomaterial inyectable para mitigar la insuficiencia cardíaca del ventrículo derecho", dijo Jervaughn D. Hunter de UC San Diego.

"Esto no es una cura, pero nuestro objetivo es prolongar la vida del paciente", añadió Karen Christman, profesora de bioingeniería en UC San Diego.

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Universidad de San Diego