Los parches cardíacos ‘ciborg’ blandos mejoran la reparación del corazón mediante células madre

Las células musculares cardíacas cultivadas a partir de células madre de pacientes ofrecen una forma prometedora de reparar los daños causados por infartos e insuficiencia cardíaca. Sin embargo, una vez trasplantadas, estas células suelen tener dificultades para sincronizarse con el tejido cardíaco nativo, lo que aumenta el riesgo de arritmias peligrosas. Un obstáculo importante ha sido la imposibilidad de monitorizar directamente cómo maduran y se integran eléctricamente las células trasplantadas en el corazón vivo. Ahora, una plataforma electrónica flexible ofrece monitorización en tiempo real de la integración de las células madre.

Investigadores de la Universidad de Harvard (Cambridge, MA, EUA) han desarrollado la primera plataforma capaz de monitorizar continuamente la maduración y el comportamiento eléctrico de células cardíacas trasplantadas in vivo. La plataforma se basa en "organoides cíborg", que combinan tejido cardíaco con nanoelectrónica extensible integrada en su estructura tridimensional.

Utilizando este enfoque, los investigadores desarrollaron cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas humanas con nanoelectrónica de malla integrada y los implantaron en corazones vivos. Los sensores integrados permitieron el registro en tiempo real, con resolución celular, de la actividad eléctrica durante períodos prolongados. Esto permitió al equipo distinguir las señales de las células trasplantadas de la actividad eléctrica mucho más intensa del corazón nativo e identificar las células con desajustes.

Con el sistema de monitorización instalado, los investigadores probaron estrategias para mejorar la maduración e integración del injerto, incluyendo un péptido autoensamblable conocido como RADA16. RADA16, ya aprobado como agente hemostático, forma fibras de soporte que imitan el entorno natural del corazón. Al combinarse con cardiomiocitos derivados de células madre antes del trasplante, el péptido mejoró significativamente el acoplamiento eléctrico y redujo la actividad similar a la arritmia, según los hallazgos publicados en la revista Science.

El seguimiento a largo plazo mostró que los parches cardíacos tratados con RADA16 desarrollaron una estructura más madura y se mantuvieron prácticamente sincronizados con el corazón del receptor durante meses. En lugar de activarse independientemente, las células trasplantadas latieron al ritmo del tejido nativo, lo que indica una integración más segura y eficaz. Los investigadores creen que la plataforma podría servir como una herramienta poderosa para evaluar la seguridad y la eficacia en la regeneración cardíaca y otras terapias celulares donde la integración tisular precisa es crucial.

“Este trabajo demuestra cómo la bioelectrónica flexible y los organoides cíborg, en conjunto, pueden formar un marco sólido para evaluar la seguridad y la eficacia de la medicina regenerativa”, afirmó el profesor adjunto Jia Liu, quien dirigió la investigación. “Como en todas las terapias nuevas, la seguridad es un tema importante para la terapia con células cardíacas humanas. Creemos que este enfoque puede ayudar al campo a identificar el método más seguro”.

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Universidad de Harvard