Crean un dispositivo para administrar fármacos directamente en el corazón dañado

Después de que un paciente tiene un ataque cardiaco, comienza una cascada de eventos que conducen a la insuficiencia cardiaca. El daño en el área del corazón donde se bloqueó un vaso sanguíneo produce tejido cicatricial. En respuesta a la cicatrización, el corazón se remodelará para compensar, un proceso que a menudo termina en fallo ventricular o de válvula.

Un equipo de investigadores espera detener la progresión del ataque cardiaco a la insuficiencia cardiaca con un dispositivo pequeño llamado ‘Therepi‘, que contiene un depósito que se adhiere directamente al tejido cardiaco dañado. Una línea de recarga conecta el reservorio a un puerto en o debajo de la piel del paciente donde el paciente o un profesional de la salud pueden inyectar terapias.

Un nuevo estudio publicado en ‘Nature Biomedical Engineering’ que involucra a un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) y la Universidad de Harvard, en Estados Unidos; el ‘Royal College of Surgeons’, el Trinity College Dublin, y ‘Advanced Materials y BioEngineering Research (AMBER) Center’ y la Universidad Nacional de Irlanda Galway, en Irlanda, detalla cómo puede utilizarse Therepi para restaurar la función cardiaca.

“Después de un ataque cardiaco podríamos usar este dispositivo para administrar terapia con el fin de evitar que un paciente sufra insuficiencia cardiaca –explica Ellen Roche, coprotagonista del estudio y profesora asistente del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y del Instituto de Ingeniería de Ciencia Médica del MIT–. Si el paciente ya tiene algún grado de insuficiencia cardiaca, podemos usar el dispositivo para atenuar la progresión”.

Dos de los sistemas más comunes actualmente utilizados para suministrar terapias para prevenir la insuficiencia cardiaca son ineficaces e invasivos. En un método, los medicamentos se administran sistémicamente en lugar de suministrarse directamente al sitio del daño. El volumen de fármacos utilizados debe limitarse para evitar efectos secundarios tóxicos y, a menudo, solo una pequeña cantidad llega al tejido cardiaco dañado.

“Desde el punto de vista farmacológico, es un gran problema que se inyecte algo que no permanezca en el tejido dañado el tiempo suficiente como para marcar la diferencia”, dice William Whyte, primer autor y candidato a doctorado en ‘Trinity College Dublin’ y AMBER.

IMPLANTE DEL DEPÓSITO DEL DISPOSITIVO EN UNA ÚNICA INTERVENCIÓN

El método alternativo implica un procedimiento invasivo para inyectar directamente terapias en el músculo cardiaco y dado que se necesitan dosis múltiples, esto requiere múltiples cirugías invasivas. ‘Therepi’ aborda los problemas con los métodos actuales de administración de medicamentos mediante el suministro de terapias localizadas y no invasivas tantas veces como sea necesario. El depósito del dispositivo se puede implantar en el corazón en solo un procedimiento quirúrgico.

El depósito en sí tiene un potencial increíble para la administración de medicamentos. Construido a partir de un polímero a base de gelatina, tiene una forma semiesférica con un fondo plano unido al tejido enfermo. El fondo plano consiste en una membrana semipermeable que se puede ajustar para permitir que más medicamentos o materiales más grandes pasen directamente al tejido del corazón.

“El material que utilizamos para construir el depósito fue crucial. Necesitábamos que actuara como una esponja para poder retener la terapia exactamente donde la necesita –agrega Whyte–. Eso es difícil de lograr ya que el corazón se aprieta y se mueve constantemente”.

El depósito brinda una oportunidad única para administrar terapias con células madre. Actúa como una fábrica de células. En lugar de pasar a través de la membrana hacia el corazón, las células permanecen dentro del reservorio donde producen factores paracrinos que promueven la curación en el tejido cardiaco dañado.

En un modelo de rata, el dispositivo demostró ser eficaz para mejorar la función cardiaca tras un ataque cardiaco. Los investigadores administraron dosis múltiples de células a un corazón dañado durante un periodo de cuatro semanas. Luego, analizaron los cambios hemodinámicos en el tejido utilizando un catéter de volumen de presión y utilizaron la ecocardiografía para comparar los cambios funcionales a lo largo del tiempo.

“Vimos que los grupos que tenían nuestro dispositivo habían recuperado alguna función cardiaca”, explica Claudia Varela, estudiante de doctorado en la División de Ciencias y Tecnología de la Salud de Harvard-MIT. Los corazones que recibieron múltiples dosis de células a través de la terapia tuvieron más función cardiaca que aquellos que recibieron solo una inyección o ningún tratamiento.

Las capacidades de ‘Therepi’ van más allá de tratar la enfermedad cardiaca. Dado que brinda la oportunidad de entregar dosis múltiples y localizadas, podría usarse como una herramienta para identificar la dosis exacta apropiada para una serie de afecciones. “Esperamos utilizar el dispositivo en sí mismo como una herramienta de investigación para aprender más sobre el régimen óptimo de carga de medicamentos”, dice Roche.