Investigadores del Bioengineering Institute of Technology (BIT) han desarrollado un vaso con una alta concentración de colágeno y alginato que podría sustituir a arteriashumanas en intervenciones cardiovasculares.
Las enfermedades cardiovasculares son una de las principales causas de muerte en todo el mundo y, en este ámbito, el bypass de arteria coronaria es la intervención más frecuente. Con el objetivo de crear una alternativa al stent cardiovascular, el grupo de investigadores de UIC Barcelona ha desarrollado un vaso sanguíneo artificial con una estructura interna de colágeno tipo 1, que ayuda a nuestras células a adherirse ya proliferar, y una estructura externa de alginato, lo que protege el vaso de la desintegración.
Román Pérez, director del BIT, en declaraciones a SaluDigital explica que “durante una de nuestras investigaciones en busca de materiales que sean biocompatibles para introducir en el cuerpo y que realmente mejoren la calidad de vida de los pacientes observamos, que a pesar de que eran células más relacionadas con el hueso, adoptaban estructuras parecidas a las de un vaso sanguíneo”. A la estructura, que tenía 2 capas, introdujeron una tercera capa para que tuviera una “estructura tubular con un hueco interno en el que podíamos introducir las células que quisiéramos”.
“Esta estructura abre el campo de la ingeniería de tejidos”
“Poder encapsular dos tipos de células en esta estructura abre un campo que es la ingeniería de tejidos”, afirma el investigador, quién añade que esto supone un avance en la medicina personalizada porque “el día de mañana podremos crear un vaso sanguíneo, una arteria que será específica para cada persona y la podremos implantar con células del propio paciente para poder emplearse ante una situación anómala en los vasos sanguíneos del enfermo como casos de la acumulación de grasa o como alternativa a un stent cardiovascular”.
Pero estos vasos sanguíneos también podrían tener aplicaciones fuera del organismo “pudiéndose utilizar como modelos in vitro para saber de qué pasaría, por ejemplo, con cientos fármacos cuando pasasen por este vaso sanguíneo in vivo”, explica el director del BIT. Esto se podría personalizar con las células de cada paciente para “saber in vitro si determinados tratamientos podrían funcionar mejor o peor para después hacer una extrapolación a lo que podría ocurrir si el paciente los adquiera”, añade.
En la exploración de nuevos fármacos esta arteria artificial podría evitar “una experimentación en animales excesiva”
De esta forma, además de emplearse en cirugías coronarias, la arteria de colágeno también se podría aplicar en la evaluación de fármacos en estudios in vivo, y sería un modelo alternativo a la experimentación animal en el laboratorio. Esta aplicación en el ámbito de la exploración de nuevos fármacos podría evitar “realizar una experimentación en animales excesiva”. Efectuando las primeras pruebas en este vaso sanguíneo se podrían "reducir el número de fármacos probados en animales", apunta Pérez.
Otro campo en el que este avance abre un nuevo ámbito de exploración es el de los pacientes con enfermedades raras. Gracias a este nuevo sistema se pueden “realizar pruebas específicas para ver cómo estas personas reaccionarían a los fármacos”, pudiendo determinar cómo influiría la enfermedad en el tratamiento farmacológico.
A priori, en un futuro, este sistema podría usarse con cualquier persona ya que “utiliza materiales que son biocompatibles y eventualmente podrían implantarse en el cuerpo de cualquier paciente o realizarse pruebas in vitro, porque se usarían células del propio paciente”, afirma el investigador.
Este sistema permitiría ver la interacción de un tratamiento in vitro y se podría extrapolar a lo que podría ocurrir in vivo
Respecto a las ensayos que se están realizando en este sistema, Pérez explica que: “Hemos realizado ya pruebas de caracterización biológica para saber si las células están vivas y si realmente responden a estímulos, así como ver si la disposición de las células es la correcta para que el vaso sea funcional”. Ahora el trabajo de los investigadores del BIT se enfoca en “mejorar las propiedades mecánicas de estos vasos sanguíneos y asegurar que su resistencia mecánica dure en el tiempo, ya que el colágeno se puede ir degradando”. El investigador indica que “estamos buscando estrategias para que las células puedan fabricar su propio colágeno para dar rigidez al vaso sanguíneo para unir la vena del paciente con la vena diseñada”.
El equipo ha realizado pruebas de la presión que puede llegar a aguantar esta arteria sintética y ahora trabajan en analizar y garantizar la durabilidad de la misma. “También trabajamos en aplicaciones como mejorar la vascularización de andamios, que el día de mañana podamos implementar para regenerar otros tipos de tejidos, porque la vascularización es esencial para el proceso de regeneración de cualquier tejido del cuerpo humano”, concluye Pérez.