Bioingeniería para regenerar corazones infartados

La capacidad de fabricar células cardíacas para regenerar un corazón infartado ya no es ciencia ficción. Se ha probado con éxito en animales y ahora los investigadores están avanzado en su aplicación en humanos. Este es uno de los últimos avances en bioingeniería que están revolucionando el sector de la salud y sobre los que se ha debatido en el simposio internacional “Hacia una nueva frontera: la ingeniería de tejidos al servicio de la biomedicina”, organizado por la Clínica Universidad de Navarra en colaboración con el Cima Universidad de Navarra.

La bioingeniería, o ingeniería de tejidos, es una disciplina científica que evoluciona a gran velocidad con el desarrollo de tres áreas principales: la fabricación aditiva o impresión 3D de tejidos u órganos humanos, la reprogramación celular (posibilidad de generar cualquier célula del organismo adulto) y el desarrollo de biomateriales (empleo de materiales biológicos, como la piel o la sangre, para restaurar tejidos u órganos vivos y sus funciones).

“Con este simposio hemos querido visibilizar la revolución que están suponiendo los avances de tipo ingenieril en biomedicina, no solo en el desarrollo de nuevas terapias y diseño de nuevos equipos, sino también en la investigación más básica que se dirige a resolver problemas asistenciales y farmacológicos”, señala Manuel Mazo, investigador del Cima y uno de los organizadores del encuentro científico.

Aplicaciones terapéuticas

Cerca de un centenar de expertos han debatido sobre algunos de los avances más punteros en bioingeniería, como la impresión en 3D de biomateriales. En el campo de la medicina, señala Elena De Juan-Pardo, ingeniera biomédica de la Universidad Tecnológica de Queensland (Australia), “podemos fabricar estructuras tridimensionales sobre las que los tejidos biológicos pueden crecer y utilizar el potencial del cuerpo humano para regenerar tejidos que están deteriorados o defectuosos”.

“La impresión tridimensional nos permite fabricar andamiajes sobre los que las células encuentran una guía para recordar qué es lo que tienen que hacer. Es ayudar al cuerpo a regenerar lesiones que sin ese material no es capaz”, explica la experta.

El Dr. Felipe Prósper, director del Área de Terapia Celular de la Clínica y del Programa de Medicina regenerativa del Cima, también organizador del simposio, destaca la revolución que ha supuesto en los últimos años la fabricación artificial de tejidos y órganos para pacientes que sufren el deterioro fisiológico asociado al envejecimiento o causado por una enfermedad: “Esta aproximación es enormemente compleja por la necesidad de fabricar distintos componentes que incluyan los tejidos extracelulares, las propias células y el desarrollar el engranaje completo. Ya se ha empezado a aplicar esta tecnología para órganos relativamente sencillos, como una nariz o una vejiga”.

Sobre los avances en órganos más complejos, como el corazón o el hígado, el especialista señala que “ya se están haciendo estudios clínicos en los que se sustituyen partes de un órgano o tejidos concretos con resultados muy prometedores”.

En esta línea trabaja el equipo de científicos que dirige el Dr. Prósper desarrollando una investigación para generar tejidos cardíacos y poder tratar pacientes que han sufrido un infarto de miocardio. Esta patología afecta sólo en la Unión Europea a 22 millones de personas (un 14% de la población total de varones y un 12% de mujeres), con 3 millones de nuevos casos al año, siendo una de las primeras causas de muerte a nivel global.

En la actualidad no existe un tratamiento eficaz, aunque la supervivencia en el momento del infarto es alta, a los cinco años disminuye, requiriendo además una intensa polifarmacia. Este proyecto pretende ofrecer una solución terapéutica generando tejido cardiaco humano, uniendo células cardiacas (derivadas de células madre) junto con tecnología avanzada de impresión 3D y biomateriales.

De esta manera buscan elaborar un tejido capaz de reemplazar la parte del músculo cardíaco que “ha muerto” y restituir su total funcionalidad. La sustitución de tejido cardíaco se ha probado con éxito en animales, ahora los investigadores tratan de progresar en su aplicación en humanos.

Otros avances en la investigación biomédica

Otra novedad tratada en el simposio fue la presentación de un microchip capaz de detectar la cardiotoxicidad de los fármacos. A nivel industrial, la cardiotoxicidad es la primera causa de retirada de medicamentos por las compañías farmacéuticas. Un tercio de los compuestos dirigidos a terapia en humanos se eliminan por este motivo. En otros ámbitos, como en el tratamiento del cáncer, también las terapias se están retirando por afecciones contra el corazón.

Sobre innovaciones tecnológicas, se mostró una máquina de perfusión normotérmica para el trasplante de hígado y riñón, es decir, una tecnología capaz de ampliar la “vida” de esos órganos permitiendo llegar a más pacientes.

A su vez, el Dr. Manuel Doblaré, reconocido científico a nivel europeo en investigación computacional y biomecánica, presentó la una investigación que realizan in silico (mediante ordenador) para conocer cómo funcionan los tejidos biológicos. Gracias a esta tecnología se puede predecir la evolución de un tejido que ha sufrido una lesión a la hora, por ejemplo, de poner una prótesis.

Esta jornada, organizada por el Área de Terapia Celular de la Clínica, en colaboración con el Programa de Medicina regenerativa del Cima, se ha desarrollado gracias al proyecto Interreg Poctefa Healthcare LSR, un proyecto de investigación de desarrollo de actividades innovadores de carácter transfronterizo en el sector salud, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional.