Un proyecto de investigación liderado por la Clínica Universidad de Navarra y el Cima pretende impulsar, por primera vez, la fabricación de tejido cardíaco a escala de órganos, lo que serviría para tratar pacientes de infarto masivo, a los que se evitaría así un trasplante de corazón.
El proyecto CARDIOPRINT pretende desarrollar la metodología y la tecnología necesarias para la creación de estos tejidos. Se trata de una iniciativa en la que, junto con la Clínica, participan el Hospital Gregorio Marañón, la Universidad de Zaragoza, el Instituto de Bioingeniería de Cataluña y socios tecnológicos como Leartiker, NanoGUNE y Nadetech, y que es financiada íntegramente por una línea estratégica del Ministerio de Ciencia e Innovación.
En la actualidad, las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo y la cardiopatía isquémica, conocida comúnmente como infarto, es la primera causa en los países de la Unión Europea. El Dr. Manuel Mazo, investigador del Programa de Medicina Regenerativa del Cima y coordinador científico del proyecto, recuerda que "hoy en día, ante un infarto masivo, la única alternativa para el paciente es el trasplante, ya que el corazón no tiene la capacidad de regenerar ese daño celular".
El proyecto se basa en un modelo animal porcino, ya que el cerdo es el animal con el sistema cardiovascular más similar al del ser humano. "En este campo, cualquier cosa que se prueba en el ratón funciona, pero cuando se cambia el modelo las cosas son distintas. Nosotros pensamos que tenemos que ir directamente a animal grande porque así nos aseguramos, en mayor medida, de que la traslación al paciente va a ser mucho más eficaz", explica el Dr. Manuel Mazo.
Del estudio del corazón del cerdo a un trasplante
El primer paso del proyecto consiste en averiguar qué estructura hay que fabricar para que el corazón del cerdo enfermo se comporte como el de un cerdo sano. "El grupo de trabajo de la Universidad de Zaragoza se encarga de realizar un estudio de gran precisión de las estructuras cardiacas del animal sano y del enfermo por medio de modelado computacional y de inteligencia artificial", declara el Dr. Mazo.
Una vez realizado este estudio, se imprime la estructura, para lo que se utilizan varias tecnologías de impresión 3D. En esta parte del proyecto es importante el desarrollo de biomateriales con conductividad eléctrica. "El tejido cardiaco, al ser un músculo, responde al estímulo eléctrico. Varios estudios demuestran que los materiales con capacidad conductora pueden mejorar el tejido cardiaco enfermo", puntualiza el Dr. Mazo. En estos biomateriales se encontrarán suspendidas las células cardiacas, que irán rellenando todo el andamiaje o estructura que previamente se ha impreso.
Para ello, los investigadores deberán obtener las diferentes células necesarias para poblar el corazón, como los cardiomiocitos o las células estromales. De esta tarea se encarga el equipo de investigadores de la Clínica Universidad de Navarra y el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC). Todas estas células caracterizadas se consiguen gracias a las células iPSC (células madre pluripotentes inducidas). "Al final de todo esto, habremos creado un parche con la estructura y las células necesarias para regenerar ese corazón enfermo; es decir, va a ser un parche contráctil", explica el especialista.
Por último, hay que "entrenar" el músculo para que sea capaz de resistir la presión que se genera en un órgano como el corazón. Para lograrlo, el centro tecnológico Leartiker fabricará un pequeño dispositivo que obligue al músculo a contraerse con una resistencia para hacerlo más potente.
Finalmente, una vez terminado, el parche se trasplantará al cerdo enfermo para comprobar los resultados, tarea del Laboratorio de Órganos y Matrices Bioartificiales del Hospital Gregorio Marañón.