El tercer Simposio anual de ingeniería de tejidos cardiovasculares se celebró en la Universidad de Alabama en Birmingham el mes pasado, una reunión de médicos y científicos destacados que comparten el objetivo de crear nuevos tejidos y nuevos conocimientos que puedan prevenir o reparar las enfermedades cardíacas y los ataques cardíacos.
Las charlas abarcaron desde el trabajo traslacional de vanguardia de Phillippe Menasche, MD, Ph.D., profesor de cirugía torácica y cardiovascular, Universidad Paris Descartes, hasta la investigación en biología básica de Sean Wu, MD, Ph.D., unProfesor asociado de medicina, Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford. El trabajo de Menasche es pionero en el tratamiento humano con tejido cardíaco diseñado. El trabajo de Wu abre la puerta a la generación de cardiomiocitos específicos de la cámara del corazón a partir de células madre pluripotentes inducidas por humanos, que actúan de manera similar a las células madre embrionarias, teniendo lapotencial para diferenciarse en cualquier tipo de célula.
Menasche ha colocado tejido cardíaco diseñado derivado de células cardíacas derivadas de células madre embrionarias en los corazones de seis pacientes con ataque cardíaco en Francia en un estudio de seguridad inicial para este enfoque de tejido diseñado. Wu ha utilizado la secuenciación de ARN unicelular para mostrar 18 categoríasde cardiomiocitos en el corazón, que se diferencian por el tipo de célula y la ubicación anatómica, aunque todos derivan del mismo linaje.
"Estamos creando una nueva comunidad de ingenieros-científicos", dijo Jay Zhang, MD, Ph.D., presidente y profesor del Departamento de Ingeniería Biomédica de la UAB. En sus palabras de bienvenida, Selwyn Vickers, MD, decano dela Facultad de Medicina de la UAB y el Dr. Victor Dzau, profesor de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke y presidente de la Academia Nacional de Medicina, hablaron de la creciente convergencia entre científicos y médicos que está dando lugar a enormes posibilidades para mejorar la atención al paciente.
El campo de la ingeniería de tejidos se está moviendo rápidamente.
Las células progenitoras cardíacas que pueden contribuir al crecimiento o reparar lesiones en el corazón solo se descubrieron en 2003, dice el presentador del simposio Michael Davis, Ph.D., profesor asociado de Medicina, Departamento de Ingeniería Biomédica, Georgia Tech College of Engineering y EmoryFacultad de Medicina de la Universidad. En 2006, el científico japonés Shinya Yamanaka mostró por primera vez cómo transformar células adultas en células madre pluripotentes inducidas. Esto potencialmente proporciona materia prima para la ingeniería de tejidos utilizando células pluripotentes o células progenitoras específicas para ciertos linajes de tejidos.
Un ejemplo del ritmo del cambio lo dio Bjorn Knollman, MD, Ph.D., profesor de medicina y farmacología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Vanderbilt. Knollman notó una "fea verdad" que todos reconocieron en 2013: los cardiomiocitosderivados de células madre pluripotentes inducidas no se parecían en nada a los cardiomiocitos adultos normales en forma, tamaño y función.
Describió los pasos mejorados como cultivar los cardiomiocitos derivados en un colchón Matrigel y darles un tratamiento hormonal de 14 días que ha dado lugar a cardiomiocitos derivados con un volumen celular, morfología y función muy mejorados. Su mensaje para llevar a casa: En solo cuatroaños, de 2013 a 2017, los investigadores pudieron eliminar las diferencias entre los cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidos y los cardiomiocitos adultos normales.
En otros aspectos destacados del simposio, Joäo Soares, Ph.D., científico investigador del Centro de Simulación Cardiovascular de la Universidad de Texas en Austin, explicó cómo someter el tejido de la válvula cardíaca diseñado a flexión cíclica a medida que se cultiva en un biorreactorconduce a una mejor cantidad, calidad y distribución de colágeno, a diferencia del tejido que no está sometido a tensiones mecánicas.
Sumanth Prabhu, MD, profesor y presidente de la División de Enfermedades Cardiovasculares de la Facultad de Medicina de la UAB, habló sobre el papel de las células inmunitarias en la remodelación cardíaca y la insuficiencia cardíaca. Señaló las distintas fases después de un ataque cardíaco: inflamación aguda ydegradación del tejido muerto, de cero a cuatro días; la fase de curación de resolución y reparación, de cuatro a 14 días; y la insuficiencia cardíaca isquémica crónica que puede ocurrir semanas o meses después. Prabhu describió experimentos para mostrar cómo los macrófagos del bazo especializados, específicamente marginales,macrófagos metaloofílicos de la zona: migran al corazón después de un ataque cardíaco y son necesarios para que comience la reparación del corazón.
Nenad Bursac, Ph.D., profesor de Ingeniería Biomédica, Facultad de Medicina de la Universidad de Duke, describió sus avances en la ingeniería del tejido cardíaco vascularizado para su reparación después de un ataque cardíaco. Bursac dijo que se comprenden mejor cómo hacer crecer el tejido a partir del tejido cardíacoLas células progenitoras han permitido la formación de parches "giga" maduros de hasta 4 centímetros cuadrados que tienen una buena propagación de las contracciones de los latidos del corazón y la formación espontánea de capilares a partir de células de músculo liso y endoteliales vasculares derivadas. Estos parches se están probando en cerdos.
Victor Dzau, de la Universidad de Duke, ofreció una perspectiva de la hipótesis paracrina durante los últimos 15 años. En 2003, los investigadores vieron que la aplicación de células madre mesenquimales en un área de ataque cardíaco mejoraba la función cardíaca, con efectos beneficiosos observados desde las 72 horas. Sin embargo, hubo poco injerto y supervivencia de las células madre. Así nació la hipótesis, que se ha elaborado en detalle desde entonces, que las células madre hacen su trabajo mediante la liberación de factores biológicamente activos que actúan sobre otras células, similara la forma en que las hormonas paracrinas tienen su efecto solo en las proximidades de la glándula que las segrega.
Joseph Wu, MD, Ph.D., profesor de radiología, Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, mostró cómo las células cardíacas derivadas de células madre pluripotentes inducidas podrían usarse para desarrollar enfoques de medicina personalizada para pacientes con cáncer. El problema, explicó,es que algunos pacientes con cáncer son susceptibles a una cardiotoxicidad mortal cuando se tratan con el potente fármaco doxorrubicina. Por lo tanto, el fármaco tiene una advertencia de recuadro negro, la advertencia más estricta exigida por la Administración de Alimentos y Medicamentos. Wu pudo utilizar una biblioteca de pluripotentes inducidoscardiomiocitos derivados de células madre para asociar ciertos genotipos y fenotipos con sensibilidad a la doxorrubicina, en lo que llamó un "ensayo clínico en un plato". A partir de este conocimiento, será posible observar el perfil del transcriptoma en cardiomiocitos específicos del paciente derivados decélulas madre pluripotentes para predecir la seguridad y eficacia de los medicamentos específicos del paciente, cumpliendo así la definición de medicina de precisión: el tratamiento correcto en el tiempo adecuadoyo a la persona adecuada.
En total, el Simposio de Ingeniería de Tejidos Cardiovasculares de la UAB incluyó más de 30 presentaciones. Todo el simposio se resumirá en un artículo para la revista Circulation Research, que se espera que se publique en breve, dice Zhang.
Las presentaciones del Simposio de ingeniería de tejidos cardiovasculares de 2015 se publicaron en la revista Medicina traslacional científica , y las presentaciones del Simposio de Ingeniería de Tejidos Cardiovasculares 2016 se publicaron en la revista Investigación de circulación .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Alabama en Birmingham . Original escrito por Jeff Hansen. Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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