Bioingenieros y cirujanos de Rice University y Baylor College of Medicine (BCM) han demostrado que proteger las células madre con un biomaterial de alginato inmunoevasivo mejora la capacidad de las células para curar las lesiones cardíacas causadas por ataques cardíacos.
En un estudio con ratones, un equipo dirigido por Omid Veiseh de Rice y Ravi Ghanta de Baylor demostró que podía fabricar cápsulas de células madre mesenquimales (MSC) para curar heridas e implantarlas junto a corazones heridos utilizando técnicas mínimamente invasivas. En cuatro semanas, la curación del corazón fue 2,5 veces mayor en los animales tratados con células madre protegidas que en los tratados con células madre no protegidas, encontraron los investigadores.
"Lo que estamos tratando de hacer es producir suficientes químicos curativos de heridas llamados factores reparadores en estos sitios para que el tejido dañado sea reparado y restaurado, ya que no se forman tejido sano ni cicatrices de tejido muerto", dijo Veiseh, profesor asistente de bioingeniería y CPRIT Scholar in Cancer Research en Rice.
En cuatro semanas, la curación del corazón fue 2,5 veces mayor en los animales tratados con células madre protegidas
Ghanta, profesor asociado de cirugía en Baylor, cirujano cardiotorácico en el Hospital Ben Taub de Harris Health y coautor principal del estudio, dijo que estudios anteriores han demostrado que las MSC, un tipo de célula madre adulta producida en la médula sanguínea, pueden promover la reparación de tejidos después de un infarto. Pero en los ensayos clínicos de MSC, "la viabilidad celular ha sido un desafío constante", dijo Ghanta.
"Muchas de las células mueren después del trasplante", insistió. “Inicialmente, los investigadores esperaban que las células madre se convirtieran en células cardíacas, pero no parece ser el caso. Más bien, las células liberan factores curativos que permiten reparar y reducir la extensión de la lesión. Al utilizar este enfoque de terapia protegida, nuestro objetivo era mejorar este beneficio manteniéndolos con vida por más tiempo y en mayor número ".
Algunas líneas de MSC han sido aprobadas para uso humano, pero Veiseh dijo que el rechazo de trasplantes ha contribuido a su falta de viabilidad en los ensayos. Veiseh ha pasado años desarrollando tecnologías de encapsulación que están diseñadas específicamente para no activar el sistema inmunológico del cuerpo.
"Con un mayor desarrollo, esta combinación de biomateriales y células madre podría ser útil para administrar terapia reparadora a pacientes con ataque cardíaco"
"El sistema inmunológico no reconoce nuestros hidrogeles como extraños y no inicia una reacción contra el hidrogel", dijo Veiseh. “Así que podemos cargar MSC dentro de estos hidrogeles. También secretan los mismos factores reparadores que normalmente lo hacen, y debido a que los hidrogeles son porosos, los factores de curación de heridas simplemente se difunden ".
En el estudio del corazón, la coautora principal del estudio, Samira Aghlara-Fotovat, estudiante de posgrado en bioingeniería de Rice en el laboratorio de Veiseh, creó cápsulas de 1,5 milímetros que contenían cada una alrededor de 30.000 MSC. Varias de las cápsulas se colocaron junto a secciones heridas del músculo cardíaco en animales que habían sufrido un ataque cardíaco. El estudio comparó las tasas de curación del corazón en animales tratados con células madre protegidas y no protegidas, así como en un grupo de control no tratado.
"Podemos administrar las cápsulas a través de un sistema de puerto de catéter, y así es como imaginamos que se administrarían en un paciente humano", dijo Veiseh. "Puede insertar un catéter en el área fuera del corazón e inyectar a través del catéter utilizando técnicas mínimamente invasivas guiadas por imágenes".
Veiseh dijo que las cápsulas del estudio se mantuvieron en su lugar por el pericardio, una membrana que recubre el corazón. Las pruebas a las dos semanas mostraron que las MSC estaban vivas y prosperando dentro de las esferas implantadas. "Con un mayor desarrollo, esta combinación de biomateriales y células madre podría ser útil para administrar terapia reparadora a pacientes con ataque cardíaco".