La cardiomioplastia es un procedimiento quirúrgico en el que músculo sano de otra parte del cuerpo se envuelve alrededor del corazón para brindar soporte al corazón que falla. [1] La mayoría de las veces se utiliza el músculo dorsal ancho para este propósito. Se implanta un marcapasos especial para hacer que el músculo esquelético se contraiga. Si la cardiomioplastia tiene éxito y se logra un aumento del gasto cardíaco, generalmente actúa como una 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 continuado y está emergiendo como una de las áreas clave de la investigación médica. Además, existen grandes avances en la ingeniería de tejidos, que implican el aprovechamiento de tecnologías de biomateriales, medicina molecular, bioquímica, nanotecnología, ingeniería genética y biomédica para objetivos de regeneración y expansión celular para reestructurar y/o reparar órganos humanos. Se ha propuesto la inyección de células madre cardiomiogénicas y/o angiogénicas como alternativas a los tratamientos existentes. Para aplicaciones cardiovasculares, los mioblastos esqueléticos son de gran interés ya que pueden aislarse fácilmente y están asociados con una alta tasa de proliferación. También se ha demostrado que estas células son resistentes a la hipoxia .
La médula ósea contiene diferentes poblaciones de células, que exhiben una excelente plasticidad hacia las células cardiogénicas y endoteliales. Estas poblaciones de células son células progenitoras endoteliales, células madre hematopoyéticas y células madre mesenquimales. El tejido adiposo alberga células progenitoras con un interesante potencial cardiomiogénico y vasculogénico en el sentido de 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 naturales 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 únicamente es necesaria la administración de factores de crecimiento como la timosina β4 para la activación y migración celular. En gran medida democratizadas en términos de información poblacional, las células madre embrionarias 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 de inmunosupresión se asocia con dicho tratamiento. Por lo tanto, la investigación se ha centrado en células madre pluripotentes inducidas (iPSC) a partir de tejido humano somático. Además de la selección de células y factores de crecimiento relevantes necesarios, la entrega de células es una cuestión importante. De hecho, la vía intracoronaria es la vía de administración de células más sencilla asociada con la retención celular intramiocárdica; Sin embargo, las tasas de retención son bajas, es decir, superan el 10%. Las células lavadas llegan a otros órganos o mueren, lo que puede ser un problema en el momento de preparar el módulo 8 de la ICH. Se han estudiado otras vías de inyección alternativas, a saber, la inyección mediante esternotomía, vía endomiocárdica e intracoronaria. Sin embargo, todos los métodos antes mencionados se han asociado con mejoras limitadas de la función cardíaca y una supervivencia celular limitada una vez implantados en el miocardio fibroso.
En resumen, las células madre y las vías de administración antes mencionadas son adecuadas para la cardiomioplastia, ya que se ha demostrado que son seguras y ofrecen cierto grado de beneficio para el paciente. Sin embargo, la remodelación cardíaca sigue siendo limitada debido a la residencia celular limitada, 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 punto a considerar se refiere al uso de células madre embrionarias, cuya indiferenciación produce una proliferación incontrolada y la posible formación consiguiente de teratomas. Además, las iPSC se han asociado con infección viral y eventual 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, agentes de señalización celular para inducir la regeneración de un órgano o tejido dañado. En un escenario ideal, el tejido regenerado reproduciría una 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 células monocapa sobre un polímero sensible a la temperatura, donde su desprendimiento es impulsado por el comportamiento de las propiedades mecánicas del soporte sintético sin la necesidad de ninguna 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, un constructo de características similares del tejido nativo no garantiza los mismos resultados. Otro enfoque reside en el uso de hidrogeles. Se han utilizado hidrogeles naturales como Matrigel, [6] colágeno y fibrina como matrices de atrapamiento, en las que se incrustan las células que se van a inyectar. Sin embargo, la alta presión de inyección asociada se asocia con una alta tasa de mortalidad de las células, lo que afecta negativamente la relación de beneficios 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. Se han propuesto hidrogeles sintéticos, como polietilenglicol , ácido poliláctico, ácido poliláctico-co-glicólico, policaprolactona, poliacrilamida y poliuretano. El polietileno sensible a metaloproteinasas es de particular interés. De hecho, este polímero modula sus propiedades mecánicas y biofísicas en consecuencia con las actividades enzimáticas asociadas con la diferenciación cardiomiogénica de las células implantadas. Hasta la fecha, ninguna matriz de hidrogel está aprobada por la FDA para su uso en terapia con células madre a pesar de la gran cantidad de biomateriales actualmente disponibles comercialmente.
Un comentario general sobre las tecnologías basadas en hidrogel:
El hidrogel natural es bien tolerado por el huésped y las células debido a que imitan la ECM natural en términos de columna vertebral y microestructura. Sin embargo, sufren variaciones entre lotes (un inconveniente para las buenas prácticas de fabricación (cGMP) actuales requeridas para aplicaciones clínicas), altas tasas de degradación y mala sostenibilidad. Los hidrogeles sintéticos son protocolos regulatorios y de fabricación reproducibles, ajustables y adaptables. [7] [8] [9] Su modificación química permite la integración de sitios de unión celular y un 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.
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