Los científicos de los Institutos Gladstone han inventado una nueva forma de crear tejido cardíaco humano tridimensional a partir de células madre. El tejido se puede usar para modelar enfermedades y probar medicamentos, y abre la puerta a un enfoque de medicina de precisión para el tratamiento de enfermedades cardíacasAunque existen técnicas para fabricar tejidos tridimensionales a partir de células cardíacas, el nuevo método reduce drásticamente la cantidad de células necesarias, lo que lo convierte en un sistema más fácil, económico y eficiente.
"Hemos diseñado tejidos cardíacos a microescala mediante bioingeniería con un método que se puede reproducir fácilmente, lo que permitirá a los científicos en biología de células madre y la industria farmacéutica estudiar las células cardíacas en su contexto adecuado", dijo el primer autor Nathaniel Huebsch, PhD,becario postdoctoral en el laboratorio Conklin en Gladstone. "A su vez, esto mejorará nuestra capacidad para descubrir tratamientos para enfermedades cardíacas".
La creación de células cardíacas a partir de células madre pluripotentes inducidas iPSC que se derivan de las células de la piel de un paciente permite a los científicos estudiar y probar medicamentos en la enfermedad específica de ese paciente. Sin embargo, las células producidas a partir de iPSC son relativamente inmaduras, se asemejan a las células cardíacas en un embriónmás que células en un adulto. Como tales, estas células son inadecuadas para las pruebas de drogas porque no predicen adecuadamente cómo un medicamento afectará a las células cardíacas adultas. Además, las células cardíacas creadas a partir de iPSC son difíciles de fabricar y trabajar, por lo que crear grandeslas cantidades pueden ser difíciles. Por lo tanto, cuantas menos células se necesiten, mejor.
El micro músculo cardíaco aborda ambas preocupaciones. Forzar a las células a organizarse y estirarse en tejido tridimensional ayuda a estimular el desarrollo y las induce a parecerse a células más maduras que pueden predecir mejor cómo afectará un medicamento a las células cardíacas adultas. Además,el nuevo método - publicado en la revista Informes científicos - requiere mil veces menos células para hacer crecer el tejido que otras técnicas de ingeniería de tejidos. El uso de menos células permite a los científicos hacer muchos más experimentos con la misma cantidad de recursos.
Trabajando en colaboración con Kevin Healy, PhD, en la Universidad de California, Berkeley, los investigadores primero generaron células del músculo cardíaco y células del tejido conectivo a partir de iPSC. Luego combinaron estas células en un plato especial con forma de hueso de perro diminuto.La forma única alentó a las células a autoorganizarse en fibras musculares alargadas. En un par de días, los micro tejidos se parecían al músculo cardíaco tanto estructural como funcionalmente. Por ejemplo, cuando los investigadores probaron cómo respondía el tejido a ciertos medicamentos que dañan las células cardíacas fetalespero no las células cardíacas adultas, el micro músculo cardíaco se comportó más como tejido cardíaco adulto.
"La belleza de esta técnica es que es muy fácil y robusta, pero aún le permite crear tejidos en miniatura tridimensionales que funcionan como tejidos normales", dijo el autor principal Bruce Conklin, MD, investigador principal de Gladstone."Nuestra investigación muestra que puede crear estos tejidos complejos con una plantilla simple que explota las propiedades inherentes de estas células para autoorganizarse. Creemos que el micro músculo cardíaco proporcionará un recurso superior para realizar investigaciones y desarrollar terapias para enfermedades cardíacas."
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Materiales proporcionado por Institutos Gladstone . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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