Un dispositivo imita los latidos del corazón con pequeñas piezas de tejido cardiaco

Es difícil estudiar los corazones en el laboratorio debido a su increíble capacidad de cambio en respuesta a su entorno. Los corazones en atletas sanos se agrandan para apoyar el aumento de las demandas en el cuerpo, mientras los corazones en aquellos con hipertensión crónica se vuelven más gruesos y menos elásticos y pueden finalmente fallar.

El tejido del corazón en los laboratorios se remodela, lo que dificulta la comprensión de la fisiología del corazón y el desarrollo de nuevos medicamentos para la enfermedad cardiaca. El estudiante graduado Fotios Pitoulis, que trabaja en el laboratorio de Cesare Terracciano en el 'Imperial College London', en Reino Unido, en colaboración con Pieter de Tombe, creó un nuevo sistema para estudiar el tejido cardiaco en un entorno fisiológico.

Estos investigadores presentarán su trabajo en la 63 Reunión Anual de la Sociedad de Biofísica, que se celebrará del 2 al 6 de marzo de 2019 en Baltimore, Maryland, Estados Unidos. "El corazón necesita generar fuerza y acortarse al mismo tiempo para exprimir la sangre; esto no suele ser algo que se ve en los modelos de corazón in vitro", afirma Terracciano.

Usando pequeñas piezas de tejido cardiaco con estructura y función preservadas, los científicos pudieron recapitular la secuencia de eventos mecánicos que se encuentran en el cuerpo. Esto se hizo creando un biorreactor personalizado que permite que el tejido se acorte en sincronización con la estimulación eléctrica.

AJUSTAR LOS PARÁMETROS DE CONTRACCIÓN

Para ver si el tejido del corazón en su sistema se comportaba como lo haría dentro del cuerpo, agregaron noradrenalina y cambiaron la carga de trabajo en el tejido para simular las condiciones normales y la enfermedad. El equipo observó cambios en la fuerza similares a los vistos en los corazones en vivo.

Los nuevos aspectos de este sistema es que los parámetros de contracción se pueden ajustar rápidamente utilizando algoritmos informáticos para imitar las condiciones normales o de la enfermedad, por ejemplo, para recrear las condiciones más rígidas de la presión arterial alta.

"Si tienes presión arterial alta, afecta al funcionamiento de las células del corazón. Podemos recrear esta situación para comprender qué sucede a nivel del tejido", apunta Terracciano. Pitoulis agrega: "Ahora tenemos una herramienta única para estudiar las propiedades mecánicas y eléctricas del tejido cardiaco, así como los cambios a largo plazo que ocurren a nivel molecular en el contexto de un corazón o enfermedad saludable".