Cardiomioplastia

La cardiomioplastia es un procedimiento quirúrgico en el que se envuelve el corazón con músculo sano de otra parte del cuerpo para brindar soporte al corazón debilitado. ^{[ 1 ]} Generalmente se utiliza el músculo dorsal ancho para este fin. Se implanta un marcapasos especial para que el músculo esquelético se contraiga. Si la cardiomioplastia tiene éxito y se logra un aumento del gasto cardíaco, suele actuar como terapia puente, dando tiempo para que el miocardio dañado sea tratado de otras maneras, como la remodelación mediante terapias celulares. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La cardiomioplastia celular es un método que aumenta la función miocárdica y el gasto cardíaco mediante el crecimiento directo de nuevas células musculares en el miocardio dañado (músculo cardíaco). La ingeniería de tejidos, que ahora se clasifica como una forma de medicina regenerativa, puede definirse como ingeniería biomédica para reconstruir, reparar y mejorar tejidos biológicos. Los esfuerzos de investigación en ingeniería de tejidos han sido constantes y está emergiendo como una de las áreas clave de la investigación médica. Además, existen grandes avances en ingeniería de tejidos, que implican el aprovechamiento de tecnologías de biomateriales, medicina molecular, bioquímica, nanotecnología, ingeniería genética y biomédica para la regeneración y expansión celular con el fin de reestructurar y/o reparar órganos humanos. La inyección de células madre cardiomiogénicas y/o angiogénicas se ha propuesto como alternativa a los tratamientos existentes. Para aplicaciones cardiovasculares, los mioblastos esqueléticos son de gran interés, ya que pueden aislarse fácilmente y se asocian con una alta tasa de proliferación. También se ha demostrado que estas células son resistentes a la hipoxia .

La médula ósea contiene diferentes poblaciones celulares que exhiben una excelente plasticidad hacia células cardiogénicas y endoteliales. Estas poblaciones celulares son células progenitoras endoteliales, células madre hematopoyéticas y células madre mesenquimales. El tejido adiposo alberga células progenitoras con un potencial cardiomiogénico y vasculogénico interesante, ya que mejoran las funciones cardíacas y reducen el tamaño del infarto en modelos animales de roedores. El tejido adiposo subcutáneo también es una fuente de células madre mesenquimales y ha demostrado resultados positivos en términos de remodelación del tejido cardiovascular. Los corazones de los mamíferos también albergan células madre cardíacas de origen natural que pueden ser capaces de diferenciarse en cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos cardíacos. ^{[ 4 ]} Esta capacidad de autorregeneración da lugar a alternativas a las terapias celulares clásicas en las que la administración de factores de crecimiento como la timosina β4 para la activación y migración celular es únicamente necesaria. Las células madre embrionarias, ampliamente accesibles en cuanto a información sobre su población, son conocidas por su gran capacidad de expansión y diferenciación en cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos cardíacos.

Sin embargo, si no es autólogo, la terapia inmunosupresora se asocia con dicho tratamiento. Por lo tanto, la investigación se ha centrado en células madre pluripotentes inducidas (iPSC) de tejido humano somático. Además de la selección de células y factores de crecimiento relevantes necesarios, la administración celular es un aspecto importante. De hecho, la vía intracoronaria es la vía de administración celular más directa en cuanto a la retención celular intramiocárdica; sin embargo, las tasas de retención son bajas, es decir, superan el 10%. Las células desprendidas llegan a otros órganos o mueren, lo que puede ser un problema al momento de preparar el módulo 8 de ICH. Se han estudiado otras vías de inyección alternativas, a saber, la inyección a través de esternotomía, la vía endomiocárdica y la vía intracoronaria. No obstante, todos los métodos mencionados se han asociado con mejoras limitadas en la función cardíaca y una supervivencia celular limitada una vez implantadas en el miocardio fibroso.

En resumen, las células madre y las vías de administración mencionadas son adecuadas para la cardiomioplastia, ya que se ha demostrado su seguridad y cierto grado de beneficio para el paciente. Sin embargo, la remodelación cardíaca sigue siendo limitada debido a la corta permanencia celular, el impacto de las fuerzas mecánicas en la supervivencia celular y la hipoxia tisular. Además, la falta de acoplamiento electroquímico celular puede provocar arritmias. Otro aspecto a considerar es el uso de células madre embrionarias, donde la indiferenciación produce una proliferación incontrolada y la posible formación de teratomas. Asimismo, las células iPSC se han asociado con infecciones virales y una posible oncogenicidad. La ingeniería de tejidos cardíacos es una nueva tecnología basada en el uso de combinaciones de células con capacidad regenerativa, materiales biológicos y/o sintéticos, y agentes de señalización celular para inducir la regeneración de un órgano o tejido dañado. En un escenario ideal, el tejido regenerado reproduciría la sofisticada arquitectura helicodoidal asimétrica del miocardio con la producción de una matriz extracelular especializada para estimular la vascularización en el tejido implantado. Desde una perspectiva celular, ^{[ 5 ]} las técnicas disponibles son la construcción de monocapas celulares sobre polímeros sensibles a la temperatura, donde su desprendimiento es impulsado por el comportamiento de las propiedades mecánicas del soporte sintético sin necesidad de digestión enzimática como la tripsina. También se han implantado con éxito láminas de cardiomiocitos con una función contráctil observada como resultado de la comunicación intercelular entre el huésped y el injerto. Sin embargo, desde un punto de vista práctico, este enfoque carece de carácter traslacional, ya que todos los estudios comparten la falta de reproducibilidad, es decir, una construcción con características similares al tejido nativo no garantiza los mismos resultados. Otro enfoque reside en el uso de hidrogeles. Hidrogeles naturales como Matrigel, ^{[ 6 ]} colágeno y fibrina se han utilizado como matrices de atrapamiento, donde se incrustan las células que se inyectan. Sin embargo, la alta presión de inyección asociada está asociada con una alta tasa de mortalidad para las células, lo que impacta negativamente la relación beneficio-costo de este enfoque. Además, desde un punto de vista técnico, debido a la polidispersidad de estos hidrogeles naturales, la purificación es un paso necesario pero muy difícil. Los hidrogeles sintéticos, como el polietilenglicolSe han propuesto diversos materiales, como el ácido poliláctico, el ácido poliláctico-co-glicólico, la policaprolactona, la poliacrilamida y el poliuretano. El polietileno sensible a las metaloproteinasas es de particular interés. De hecho, este polímero modula sus propiedades mecánicas y biofísicas en función de las actividades enzimáticas asociadas a la diferenciación cardiomiogénica de las células implantadas. Hasta la fecha, ninguna matriz de hidrogel ha sido aprobada por la FDA para su uso en terapia con células madre, a pesar de la gran cantidad de biomateriales disponibles comercialmente.

Un comentario general sobre las tecnologías basadas en hidrogeles:

Los hidrogeles naturales son bien tolerados por el huésped y las células debido a que imitan la ECM natural en términos de estructura y microestructura. Sin embargo, presentan variabilidad entre lotes (un inconveniente para las Buenas Prácticas de Fabricación (cGMP) actuales requeridas para la aplicación clínica), altas tasas de degradación y escasa adaptabilidad. Los hidrogeles sintéticos son reproducibles, ajustables y compatibles con protocolos regulatorios y de fabricación. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} Su modificación química permite la integración de sitios de unión celular y cierto control sobre las tasas de degradación. Los hidrogeles semisintéticos comparten características de ambas clases. De hecho, permiten la modificación de los biopolímeros naturales purificados o el acoplamiento del componente sintético con sitios de unión de integrinas y/o factores de crecimiento.