Un nuevo parche podría facilitar la recuperación de la función cardiaca

MADRID, 12 Nov. (EUROPA PRESS) – Cada año, millones de personas sufren un infarto de miocardio. Aunque las terapias actuales, como la cirugía de bypass y los medicamentos, contribuyen a salvar vidas, muchas de las víctimas enfrentan secuelas permanentes debido a la incapacidad del corazón para regenerar el tejido dañado. La falta de tratamientos que realmente reparen el músculo cardíaco ha llevado a científicos e ingenieros a explorar nuevas intervenciones innovadoras.

Ingenieros del MIT (Estados Unidos) han desarrollado un parche flexible para la administración de fármacos que se puede colocar en el corazón después de un ataque cardíaco, ayudando a promover la curación y regeneración del tejido cardíaco. Los hallazgos se recogen en la revista ‘Cell Biomaterials’.

CÓMO ES EL NUEVO PARCHE

El nuevo parche está diseñado para transportar varios fármacos diferentes que se pueden liberar en momentos específicos, siguiendo un programa preestablecido. En un estudio realizado con ratas, los investigadores demostraron que este tratamiento redujo en un 50% la cantidad de tejido cardíaco dañado y mejoró significativamente la función cardíaca. Si se aprueba su uso en humanos, este tipo de parche podría ayudar a las víctimas de ataques cardíacos a recuperar más de su función cardíaca de lo que es posible actualmente, según los investigadores.

«Cuando alguien sufre un ataque cardíaco grave, el tejido cardíaco dañado no se regenera de manera efectiva, lo que lleva a una pérdida permanente de la función cardíaca. El tejido que fue dañado no se recupera», señala Ana Jaklenec, investigadora principal del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT. «Nuestro objetivo es restaurar esa función y ayudar a las personas a recuperar un corazón más fuerte y resistente después de un infarto de miocardio», afirma.

Después de un ataque cardíaco, muchos pacientes terminan sometiéndose a una cirugía de bypass, que mejora el flujo sanguíneo al corazón, pero no repara el tejido cardíaco dañado. En el nuevo estudio, el equipo del MIT buscaba crear un parche que pudiera aplicarse al corazón al mismo tiempo que se realiza la cirugía. Esperaban que este parche pudiera administrar medicamentos durante un periodo prolongado para promover la curación del tejido.

Muchas enfermedades, incluidas las afecciones cardíacas, requieren tratamientos específicos para cada fase, pero la mayoría de los sistemas liberan medicamentos de una sola vez. La administración programada sincroniza mejor la terapia con la recuperación. «Queríamos ver si era posible administrar una intervención terapéutica orquestada con precisión para ayudar a curar el corazón, justo en el lugar del daño, mientras el cirujano ya está realizando una cirugía a corazón abierto», indica Jaklenec.

Para lograr esto, los investigadores adaptaron micropartículas de administración de fármacos que habían desarrollado anteriormente, las cuales consisten en cápsulas similares a pequeñas tazas de café con tapas. Estas cápsulas, hechas de un polímero llamado PLGA, pueden sellarse con un fármaco en su interior.

EL PARCHE SE PUEDE DESCOMPONER EN MENOS DE 15 DÍAS

Al cambiar el peso molecular de los polímeros utilizados para formar las tapas, los investigadores pueden controlar la rapidez con la que se degradan, permitiendo programar las partículas para que liberen su contenido en momentos específicos. Para esta aplicación, se diseñaron partículas que se descomponen durante los días 1 a 3, los días 7 a 9 y los días 12 a 14 después de la implantación. Esto permitió diseñar un régimen de tres fármacos que promueven la curación del corazón de diferentes maneras.

El primer conjunto de partículas libera neuregulina-1, un factor de crecimiento que ayuda a prevenir la muerte celular. En el siguiente punto temporal, las partículas liberan VEGF, un factor de crecimiento que promueve la formación de vasos sanguíneos alrededor del corazón. El último lote de partículas libera GW788388, un fármaco que inhibe la formación de tejido cicatricial que puede ocurrir después de un ataque cardíaco.

Los investigadores incrustaron filas de estas partículas en láminas delgadas de un hidrogel resistente pero flexible, similar a una lente de contacto. Este hidrogel está hecho de alginato y PEGDA, dos polímeros biocompatibles que finalmente se descomponen en el cuerpo. Para este estudio, crearon parches compactos y en miniatura de solo unos pocos milímetros de ancho.

«Encapsulamos conjuntos de estas partículas en un parche de hidrogel y luego podemos implantar quirúrgicamente este parche en el corazón. De esta manera, realmente estamos programando el tratamiento en este material», subraya Wang.

Una vez diseñados los parches, los investigadores los probaron en esferas de tejido cardíaco que incluían cardiomiocitos generados a partir de células madre pluripotentes inducidas. Estas esferas también contenían células endoteliales y fibroblastos cardíacos ventriculares humanos, componentes importantes del corazón.

Los investigadores expusieron esas esferas a condiciones de bajo oxígeno, imitando los efectos de un ataque cardíaco, y luego colocaron los parches sobre ellas. Descubrieron que los parches promovían el crecimiento de los vasos sanguíneos, ayudaban a que más células sobrevivieran y reducían la cantidad de fibrosis que se desarrollaba.

En pruebas realizadas en un modelo de rata con ataque cardíaco, los investigadores también observaron mejoras significativas tras el tratamiento con el parche. Comparados con la ausencia de tratamiento o la inyección intravenosa de los mismos fármacos, los animales tratados con el parche mostraron tasas de supervivencia un 33% mayores, una reducción del 50% en la cantidad de tejido dañado y un aumento significativo del gasto cardíaco.

Los investigadores demostraron que los parches se disolverían con el tiempo, convirtiéndose en una capa muy fina a lo largo de un año sin alterar la función mecánica del corazón. De los fármacos probados en este estudio, la neuregulina-1 y el VEGF se han probado en ensayos clínicos para tratar afecciones cardíacas, pero el GW788388 solo se ha explorado en modelos animales. Los investigadores ahora esperan probar sus parches en modelos animales adicionales con la esperanza de realizar un ensayo clínico en el futuro.

La versión actual del parche necesita implantarse quirúrgicamente, pero los investigadores están explorando la posibilidad de incorporar estas micropartículas en stents que podrían insertarse en las arterias para administrar medicamentos según un programa establecido.
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