Investigadores del Cedars-Sinai Heart Institute han reprogramado las células normales del corazón para convertirlas en réplicas exactas de las células marcapasos, altamente especializadas, mediante la inyección de un solo gen (Tbx18). Se trata de un importante paso adelante en la la búsqueda de una década de duración de una terapia biológica para corregir los latidos cardíacos irregulares y fallidos
El anuncio de este avance se publicará en el ejemplar del 08 de enero de Nature Biotechnology y también estará disponible en el sitio web de la revista.
«A pesar de que nosotros y otros han creado antes primitivos marcapasos biológicos, este estudio es el primero en demostrar que un solo gen puede producir la conversión de las células musculares del corazón a células marcapasos genuinas. Las nuevas células han generado impulsos eléctricos espontáneamente, y fueron indistinguibles de las células marcapasos nativas», dijo Cho Hee Cheol, PhD., un científico del Instituto de Investigación del Corazón.
Las células marcapasos generan actividad eléctrica que se propaga a otras células del corazón en un patrón ordenado, creando contracciones musculares rítmicas. Si estas células fallan, en el mejor de los casos el corazón bombea de forma errática, los pacientes que no tienen suficiente salud como para someterse a cirugía, a menudo acuden a un marcapasos electrónico como única opción para la supervivencia.
El latido del corazón se origina en el nódulo sinoauricular (SAN) de la cavidad superior derecha del corazón, donde se agrupan las células marcapasos. De las 10.000 millones de células del corazón, menos de 10.000 son células marcapasos, a menudo conocidas como células SAN. Una vez reprogramadas por el gen Tbx18, las nuevas células marcapasos — células inducidas «SAN» o células ISAN— tuvieron todas las características clave de las marcapasos nativas y mantuvieron sus características de SAN incluso después de que se habían desvanecido los efectos del gen Tbx18.
Los investigadores de Cedars-Sinai, empleando un virus diseñado para llevar un solo gen (Tbx18) —que desempeña un papel clave en el desarrollo embrionario de células marcapasos—, reprogramaron directamente células del músculo cardiaco (cardiomiocitos) para convertirlas a células marcapasos especializadas. Las nuevas células tomaron las características distintivas y la función de las células marcapasos nativas, tanto en la reprogramación de células de laboratorio como en estudios con cobayos.
Los esfuerzos previos para generar nuevas células marcapasos dieron como resultado células musculares del corazón que pueden latir por su cuenta. Sin embargo, las células modificadas estaban más cerca de ser células musculares normales que de células marcapasos. Otros métodos emplearon células madre embrionarias para obtener células marcapasos. Pero el riesgo de contaminación de las células cancerosas es un permanente obstáculo para lograr un potencial terapéutico en el enfoque basado en las células madre embrionarias. El nuevo trabajo, con sencillez asombrosa, crea células marcapasos que se parecen mucho a las nativas, y libres del riesgo de cáncer.
Por su trabajo en la tecnología de marcapasos biológico, Cho, último autor del artículo, ha ganado recientemente el N. Louis y Arnold M. Katz Basic Research Prize, un prestigioso premio para investigadores jóvenes de la Asociación Americana del Corazón.
«Esta es la culminación de 10 años de trabajo en nuestro laboratorio para construir un marcapasos biológico como una alternativa a los dispositivos electrónicos de estimulación», dijo Eduardo Marbán, MD, PhD, director del Instituto Cedars-Sinai Heart y Profesor Mark S. Siegel Family, un pionero en la investigación de células madre cardiacas. Un ensayo clínico de la terapia de Marbán de células madre para pacientes con ataque al corazón ha mostrado recientemente que el tratamiento experimental ayuda a regenerar músculo sano en los corazones dañados.
Si la investigación posterior confirma y avala los resultados de los estudios de las células marcapasos, dijeron los investigadores que creen que la terapia puede ser administrada por inyección de Tbx18 en el corazón de un paciente, o mediante la creación de las células marcapasos en el laboratorio y su posterior trasplante al corazón. Sin embargo, deben llevarse a cabo otros estudios de seguridad y eficacia antes de que puedan comenzar los ensayos clínicos en humanos.
El estudio fue apoyado por el Cedars-Sinai Board of Governors Heart Stem Cell Center, la Sociedad del Ritmo Cardíaco, Heart and Stroke Foundation de Canadá, la American Heart Association (12SDG9020030), el Instituto Nacional del Corazón, Pulmón y Sangre (1R01HL111646- 01A1) y la Cátedra de Familia Mark S. Siegel. Los autores informan que no existen conflictos de interés.
Cita: Nature Biotechnology, «Transcription factor-driven conversion of quiescent cardiomyocytes to pacemaker cells», en línea el 16 de diciembre 2012, la publicación en la edición impresa será en fecha 8 de enero 2013.
Fuente: EurekAlert. Aportado por Eduardo J. Carletti
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