Cardiomioplastia - Cardiomyoplasty

La cardiomioplastia es un procedimiento quirúrgico en el que el músculo sano de otra parte del cuerpo se envuelve alrededor del corazón para brindar apoyo al corazón defectuoso. La mayoría de las veces, el músculo dorsal ancho se usa para este propósito. Se implanta un marcapasos especial para hacer que el músculo esquelético se contraiga. Si la miocardioplastia tiene éxito y se logra un mayor gasto cardíaco, generalmente actúa como una terapia puente, dando tiempo para que el miocardio dañado se trate de otras formas, como la remodelación mediante terapias celulares.

Miocardioplastia celular

La miocardioplastia celular es un método que aumenta la función del miocardio y el gasto cardíaco al hacer crecer directamente nuevas células musculares en el miocardio dañado (músculo cardíaco). La ingeniería de tejidos, que ahora se clasifica como una forma de medicina regenerativa, se puede definir como ingeniería biomédica para reconstruir, reparar y mejorar los tejidos biológicos. Se han realizado esfuerzos de investigación en ingeniería de tejidos y se está convirtiendo en 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 la aplicación cardiovascular, los mioblastos esqueléticos son de gran interés ya que se pueden aislar 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 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. Células progenitoras hospedadoras de tejido adiposo con potencial cardiomiogénico y vasculogénico interesante en el sentido de que mejoran las funciones cardíacas y reducen el tamaño del infarto en modelos animales 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 mamíferos también albergan células madre cardíacas de origen natural que pueden ser capaces de diferenciarse en cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos cardíacos. 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. En gran parte democratizadas en términos de información poblacional, las células madre embrionarias son conocidas por su fuerte 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) de tejido humano somático. Además de la selección celular y del factor de crecimiento relevante necesario, el suministro celular es un tema importante. De hecho, la ruta intracoronaria es la ruta de liberación celular 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 al momento de preparar el módulo 8 de ICH. Se han estudiado otras vías de inyección alternativas, a saber, la inyección por esternotomía, endomiocárdica e intracoronaria. Sin embargo, todos los métodos mencionados anteriormente se han asociado con mejoras limitadas de la función cardíaca y una supervivencia celular limitada una vez implantados en el miocardio fibroso.

Para resumir, las células madre y las vías de administración mencionadas anteriormente son adecuadas para la cardiomioplastia, ya que se ha demostrado que son seguras con cierto grado de beneficio para el paciente. Sin embargo, la remodelación cardíaca sigue siendo limitada debido a la limitada residencia celular, el impacto de las fuerzas mecánicas sobre 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, por lo que la indiferenciación produce una proliferación incontrolada y la posible formación consiguiente de teratomas. También las iPSC se han asociado con infección viral y eventual oncogenicidad. La ingeniería de tejido cardíaco 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 matriz extracelilar especializada para estimular la vascularización en el tejido implantado. Desde una perspectiva celular, 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, dicho enfoque carece de carácter traslacional ya que todos los estudios comparten la falta de reproducibilidad, es decir, una construcción 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, colágeno y fibrina como matrices de atrapamiento, en las que se incrustan las células a inyectar. Sin embargo, la alta presión de inyección asociada se asocia con una alta tasa de mortalidad de las células, lo que repercute negativamente en la relación de beneficios de este enfoque. Además, desde un punto de vista técnico, debido a la polidispersión de estos hidrogeles naturales, la purificación es un paso necesario pero muy difícil. Se han propuesto hidrogeles sintéticos, tales como polietilenglicol , ácido poliláctico, ácido poliláctico-co-ácido glicólico, policaprolactona, poliacrilamida y poliuretano. El polietileno sensible a metaloproteinasas es de particular interés. De hecho, este polímero modula sus propiedades mecánicas y biofísicas de acuerdo 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 tecnologías basadas en hidrogel:

El hidrogel natural es bien tolerado por el huésped y las células debido a que imitan el ECM natural en términos de estructura y microestructura. Sin embargo, sufren de variación de un lote a otro (un inconveniente de las Buenas Prácticas de Fabricación (cGMP) actuales requeridas para la aplicación clínica), altas tasas de degradación y poca capacidad de mantenimiento. Los hidrogeles sintéticos son protocolos regulatorios y de fabricación reproducibles, ajustables y adaptables. 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 acoplando el componente sintético con sitios de unión de integrina y / o factor de crecimiento.

Referencias