El MIT crea un "parche para el corazón" después de un infarto

Los investigadores Ana Jaklenec, Robert Langer y Erika Wang, del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, han creado un parche flexible de apenas unos milímetros de ancho que puede administrar medicamentos al corazón justo en el momento oportuno para regenerar el tejido cardíaco después de un infarto.

“Cuando el tejido se regenera, sigue una serie de pasos cuidadosamente cronometrados”, explica Jaklenec. El sistema que han desarrollado entrega tres medicamentos clave “en el momento justo en el que el cuerpo los puede usar naturalmente para sanar”.

El parche se puede colocar en el corazón al mismo tiempo que se realiza la cirugía de bypass coronario. Cuando sufrimos un infarto, esta operación se lleva a cabo para mejorar el flujo sanguíneo al corazón, pero la realidad es que no repara el tejido cardíaco dañado durante el episodio. Este parche minúsculo suple esa carencia y, en las pruebas con ratones, los investigadores han demostrado que podía regenerar hasta un 50 % del tejido cardíaco dañado tras un infarto.

¿Cómo funciona?

Su función es transportar los medicamentos y liberarlos en un horario preprogramado. Los investigadores adaptaron unas microcápsulas de administración de fármacos, desarrolladas previamente, similares a las cápsulas de café. Están hechas con un polímero llamado PLGA, que cuenta con una tapa degradable que impide la salida prematura del medicamento contenido en su interior.

Los investigadores pueden controlar la rapidez con la que se degrada la tapa, lo que les permite programar la liberación del medicamento en momentos específicos. Diseñaron partículas que se descomponen durante los días 1-3, 7-9 y 12-14 después de la implantación.

El primer conjunto de partículas libera neuregulina-1, un factor de crecimiento que ayuda a prevenir la muerte celular. En la siguiente fase, las partículas liberan VEGF, una sustancia que promueve la formación de vasos sanguíneos alrededor del corazón. Finalmente, el último lote de partículas libera una pequeña molécula de fármaco llamada GW788388, que inhibe la formación de tejido cicatricial que puede aparecer tras un ataque cardíaco.

Los resultados

Una vez creados los parches, los investigadores los probaron en organoides de tejido cardíaco que incluían cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos cardíacos ventriculares humanos.

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 vasos sanguíneos, favorecían la supervivencia celular y reducían la fibrosis que se desarrollaba.

En pruebas realizadas con un modelo de ataque cardíaco en ratones, los investigadores también observaron mejoras significativas tras el tratamiento con el parche. Los animales tratados mostraron tasas de supervivencia un 33 % más altas, una reducción del 50 % en la cantidad de tejido dañado y un gasto cardíaco significativamente mayor.

Por último, los parches se disolvían con el tiempo, convirtiéndose en una capa muy delgada en el transcurso de un año, sin interferir con la función mecánica del corazón.

Los investigadores esperan ahora probar sus parches en modelos animales adicionales, con la esperanza de realizar ensayos clínicos en humanos en el futuro.