Crean un 'minicorazón' con células madre para estudiar patologías cardiacas

Emular el desarrollo del corazón humano ya es una realidad, tal y como ha llegado a ejecutar con células madre un grupo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich, en Alemania. El resultado es una especie de 'minicorazón' conocido como organoide que permitirá estudiar la fase más temprana de desarrollo de nuestro corazón y facilitará la investigación de enfermedades.

El corazón humano comienza a crearse aproximadamente tres semanas después de la concepción. Esto sitúa la fase más temprana del desarrollo del corazón en un momento en que las mujeres a menudo aún no son conscientes de su embarazo. Esa es una de las razones por las que seguimos sin conocer muchos detalles de cómo se forma el corazón. Los resultados de los estudios en animales no son totalmente transferibles a los humanos.

En su trabajo, publicado en la revista científica 'Nature Biotechnology', este equipo de investigadores ha desarrollado un método para fabricar una especie de 'minicorazón' utilizando células madre pluripotentes. Se centrifugan unas 35.000 células en una esfera. A lo largo de varias semanas, se añaden distintas moléculas de señalización al cultivo celular siguiendo un protocolo fijo. "De este modo, imitamos las vías de señalización del organismo que controlan el programa de desarrollo del corazón", explica la líder de la investigación, Alessandra Moretti.

El papel del epicardio en la formación cardíaca

Los organoides resultantes miden alrededor de medio milímetro de diámetro. Aunque no bombean sangre, pueden ser estimulados eléctricamente y son capaces de contraerse como las cavidades cardíacas humanas.

Moretti y su equipo son los primeros investigadores del mundo en crear con éxito un organoide que contiene tanto células del músculo cardíaco (cardiomiocitos) como células de la capa externa de la pared del corazón (epicardio). En la joven historia de los organoides cardíacos (los primeros se describieron en 2021), los investigadores sólo habían creado antes organoides con cardiomiocitos y células de la capa interna de la pared del corazón (endocardio).

"Para entender cómo se forma el corazón, las células del epicardio son decisivas. A partir de estas células se forman otros tipos celulares del corazón, por ejemplo los tejidos conectivos y los vasos sanguíneos. El epicardio también desempeña un papel muy importante en la formación de las cavidades cardíacas", detalla Anna Meier, primera autora del estudio.

El equipo ha bautizado apropiadamente los nuevos organoides como 'epicardioides'. Junto con el método de producción de los organoides, el equipo ha comunicado sus primeros descubrimientos. Mediante el análisis de células individuales han determinado que alrededor del séptimo día de desarrollo del organoide se forman células precursoras de un tipo descubierto recientemente en ratones. El epicardio se forma a partir de estas células. "Suponemos que estas células también existen en el cuerpo humano, aunque sólo sea durante unos días", señala Moretti.

Los organoides abordan enfermedades individuales

 
Estos conocimientos también pueden ofrecer pistas sobre por qué el corazón fetal puede repararse a sí mismo, una capacidad casi totalmente ausente en el corazón de un ser humano adulto. Este conocimiento podría ayudar a encontrar nuevos métodos de tratamiento para los infartos y otras afecciones.

El equipo también demostró que los organoides pueden utilizarse para investigar las enfermedades de pacientes individuales. Utilizando células madre pluripotentes de un paciente con síndrome de Noonan, los investigadores produjeron organoides que emulaban las características de la enfermedad en una placa de Petri. En los próximos meses, el equipo tiene previsto utilizar organoides personalizados comparables para investigar otros defectos cardíacos congénitos.

Con la posibilidad de emular afecciones cardiacas en organoides, en el futuro podrían probarse fármacos directamente en ellos. Por ello, los investigadores han registrado una patente internacional para el proceso de creación de organoides cardíacos. "Es concebible que estas pruebas reduzcan la necesidad de realizar experimentos con animales a la hora de desarrollar fármacos", afirma Alessandra Moretti.