Investigadores de la Universidad de Toronto desarrollaron un modelo miniatura de un ventrículo izquierdo del corazón humano en el laboratorio, a partir de tejido bioartificial hecho a partir de células vivas del corazón, el cual ¡late!
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De acuerdo con los científicos, la construcción de este corazón humano miniatura hecho de tejido bioartificial es capaz de latir lo suficiente como para bombear fluido dentro de un biorreactor.
- En el corazón humano, el ventrículo izquierdo es el que bombea sangre recién oxigenada a la aorta, y de ahí al resto del cuerpo.
Entre los desafíos que enfrentaron los investigadores estuvieron el cultivar células humanas en 3D, para ello utilizan andamios diminutos de polímeros biocompatibles. Estas células se dejan crecer en un líquido que les permite crecer juntas y formar un tejido.
Para el ventrículo izquierdo bioartificial, sus autores, Mohammad Hossein Mohammadi y Sargol Okhovatian crearon un andamio con forma de hoja plana de tres paneles similares a una malla. Después de sembrar el andamio con células y dejarlas crecer durante aproximadamente una semana, los investigadores enrollaron la lámina alrededor de un eje de polímero hueco, al que llaman mandril.
El resultado obtenido fue un tubo compuesto por tres capas superpuestas de células cardíacas que laten al unísono, bombeando líquido por el orificio al final.
Este ventrículo cardíaco modelo, hecho con células cardíacas vivas reales, late lo suficientemente fuerte como para bombear líquido dentro de un tubo.
Este ventrículo de corazón miniatura tiene un diámetro interior del tubo es de 0,5 milímetros y su altura es de aproximadamente un milímetro, lo que lo convierte en el tamaño del ventrículo de un feto humano en la semana 19 de gestación.
Por el momento, el modelo solo puede producir una pequeña fracción, menos del 5%, de la presión de eyección que podría producir un corazón real, pero Okhovatian dice que esto es de esperar dada la escala del modelo.
“Con nuestro modelo, podemos medir el volumen de eyección, la cantidad de líquido expulsado cada vez que se contrae el ventrículo, así como la presión de ese líquido”, dice Sargol Okhovatian, quien indicó que esto era “casi imposible de conseguir con los modelos anteriores”.
También agregó que el trabajo futuro se centrará en aumentar la densidad de las células para aumentar el volumen y la presión de eyección.
Aunque el modelo de prueba de concepto representa un progreso significativo, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que los órganos artificiales completamente funcionales sean posibles.
Esta pieza de corazón miniatura desarrollado en laboratorio podría ofrecer a los investigadores una nueva forma de estudiar una amplia gama de enfermedades y afecciones cardíacas, así como de probar posibles terapias.
Este desarrollo fue publicado en la revista especializada Advanced Biology por Okhovatian, Mohammadi y Milica Radisic, quien es la autora principal del estudio.
Los tres expertos son líderes en el mundo que diseñan, construyen y prueban dispositivos miniaturizados para controlar el flujo de fluidos a escala micrométrica, un campo conocido como microfluidos.
“Con estos modelos, podemos estudiar no solo la función celular, sino también la función de los tejidos y los órganos, todo sin necesidad de cirugía invasiva o experimentación con animales. También podemos usarlos para examinar grandes bibliotecas de moléculas candidatas a fármacos en busca de efectos positivos o negativos”, indico Radisic.
