Un logro extraordinario: los científicos han desarrollado un “minicorazón” en el laboratorio. Han conseguido imitar la primera etapa de desarrollo de un corazón humano haciendo crecer células madre en un denominado organoide.
El corazón humano comienza a desarrollarse unas tres semanas después de la fecundación del óvulo. En esta primera fase, las mujeres no suelen saber aún que están embarazadas. Esta es una de las razones por las que aún sabemos muy poco sobre los orígenes y el crecimiento temprano del corazón humano. Los experimentos con animales arrojan algo de luz, pero muchos de los detalles durante el desarrollo del órgano humano siguen siendo diferentes.
Por eso es tan interesante que un equipo de la Universidad Técnica de Múnich haya conseguido cultivar un corazón en miniatura en una placa de Petri. Los científicos consiguieron crear las condiciones adecuadas y preparar las células madre de tal manera que acabaran creciendo hasta convertirse en órganos en miniatura.
Una bola de 35 000 células madre en una centrifugadora
Alessandra Moretti, catedrática de medicina regenerativa y jefa del equipo, desarrolló el método del “minicorazón”. Puso unas 35 000 células madre en una centrifugadora y las dejó girar durante varias semanas. Mientras tanto, se añadieron a la mezcla diferentes moléculas de señalización (compuestos químicos que aseguran la transferencia de información entre células) a intervalos regulares. El equipo experimentó mucho con las distintas sustancias de señalización, las cantidades y el momento en que se añadían. “De este modo, imitamos las señales que regulan el desarrollo del corazón”, explica Moretti, cuyo estudio se publicó la semana pasada en Nature.
Los resultados al cabo de unas semanas son dignos de mención. Los organoides medían alrededor de medio milímetro. No podían bombear sangre en ese momento de su desarrollo, pero la estimulación eléctrica hizo que se contrajeran, como los ventrículos humanos. Moretti y su equipo son los primeros científicos del mundo que han logrado crear un organoide formado por células musculares cardiacas (cardiomiocitos) con una capa de células de la pared externa del corazón (epicardio) que las rodea.
“Para entender cómo adquiere el corazón su forma definitiva, es muy importante dominar el desarrollo de las células del epicardio”, explica la investigadora Anna Meier. “De estas células surgen otros tipos celulares del corazón, como el tejido conjuntivo y los vasos sanguíneos. El epicardio también desempeña un papel crucial en la formación de los ventrículos del corazón”. Por ello, el equipo rebautizó los nuevos organoides con el nombre de “epicardioides”.
Descubierto un nuevo tipo celular
Los investigadores utilizaron un descubrimiento reciente en ratones para generar las células del epicardio en su centrifugadora. Se descubrió que una célula precursora (una célula madre que ya ha experimentado cierto desarrollo y es el estadio preliminar de una célula posterior) del epicardio surgía alrededor del séptimo día en el crecimiento de un organoide de ratón. “Suponemos que estas células también pueden encontrarse en el cuerpo humano, aunque solo sea durante unos días”, afirma Moretti. Parece que este proceso podría hacer que un corazón fetal se reparase a sí mismo, algo que difícilmente es posible en un corazón completamente desarrollado. Este conocimiento podría ayudar a la ciencia médica en su misión de desarrollar nuevos métodos de tratamiento de los infartos de miocardio y otros trastornos.
Organoides a medida
Otra forma de poner en práctica los nuevos conocimientos es crear “organoides personalizados”. Esto permitiría analizar las enfermedades de cada paciente y estudiar el efecto de determinados fármacos. En los próximos meses, el equipo realizará pruebas con organoides cultivados de personas con diferentes defectos cardiacos genéticos. “Es muy posible que gracias a estas pruebas podamos reducir en gran medida el uso de ensayos con animales en el futuro”, afirma Moretti.