El Laboratorio de Cardioregeneración - ubicado en el Centro de Investigación Príncipe Felipe y puesto en marcha de forma conjunta entre el CIPF y el Instituto de Investigación Sanitaria- Fundación Hospital La Fe-; ha llevado a cabo un avance que supone un paso más en la investigación sobre el tratamiento de patologías cardíacas como el infarto de miocardio.
El hallazgo se ha publicado en la revista científica Stem Cells and Development, y ha consistido en analizar la capacidad que tienen las llamadas células mesenquimales, - un tipo de células madre adultas-, para diferenciarse o especializarse en cardiomiocitos (células del corazón).
Los estudios del Laboratorio de Cardioregeneración del CIPF- La Fe se enmarcan dentro de la búsqueda del tipo celular idóneo para la regeneración del corazón infartado, utilizando para ello el implante de células que reactiven las funciones que han perdido su actividad en la zona dañada.
Según Pilar Sepúlveda, autora principal del artículo e investigadora del Laboratorio de Cardioregeneración del CIPF- La Fe dirigido por el Dr. J. Anastasio. Montero; “el estudio hace hincapié en los mecanismos por los cuales unas células indiferenciadas como las mesenquimales empiezan a activarse y a diferenciarse en las propias del tejido cardíaco”. Este mecanismo es uno de los que últimamente están acaparando más atención en el panorama científico internacional.
Las células mesenquimales se encuentran en diversos tejidos del cuerpo humano y pertenecen a la categoría de las llamadas células “pluripotentes”, es decir, con capacidad para diferenciarse hacia varios tipos celulares.
De la indiferenciación a la especialización en un tipo de tejido
Para realizar el estudio, los investigadores han empleado células troncales mesenquimales de distintos orígenes tisulares, entre las que se encuentran las localizadas en la médula ósea, las del tejido adiposo -conocidas como “las de la grasa”-; y las de la pulpa dentaria (el comúnmente llamado “nervio” del diente).
La elección de este tipo de células ha estado motivada, en el caso de las células madre de la médula ósea, por ser las células con las que se han hecho la mayor parte de los estudios. Por otra parte, las células de tejido adiposo se han elegido por la facilidad para la obtención de muestras y por la simplicidad de su purificación. Por último, el equipo de investigación de La Fe- CIPF ha escogido las células de pulpa dental porque su capacidad reparadora ya había sido demostrada por estos mismos científicos en estudios anteriores.
Para llevar a cabo el proyecto, los científicos de La Fe- CIPF han realizado “cocultivos”, es decir, han colocado estas células troncales adultas en contacto directo con cardiomiocitos humanos o de modelos animales. “De esta forma, por una serie de mecanismos desencadenados por la traslocación nuclear de ciertos factores de transcripción, estás células son capaces de adquirir un fenotipo cardíaco”, señala Pilar Sepúlveda.
El cocultivo o mezcla de dos o más clases de células que se dejan crecer juntas, es uno de los métodos conocidos para la inducción a la diferenciación de células madre. “El estudio ha demostrado que si bien no llegan a diferenciarse en estas condiciones a un cardiomiocito auténtico, sí que inician un claro proceso de diferenciación”, señala Sepúlveda.
Asimismo, los científicos de La Fe- CIPF pusieron a punto la técnica para realizar el cocultivo a distintos tiempos y mantenerlo en algunos casos a largo plazo, hasta llegar a cuatro semanas. Para Sepúlveda, “esto constituye una novedad en el campo científico, ya que los estudios de cultivos en contacto directo realizados hasta el momento nunca habían superado los siete días”.
En este sentido, Sepúlveda agrega que “al aumentar el tiempo de contacto con cardiomiocitos, la experiencia ha permitido incrementar en gran medida el grado de diferenciación de las células, hasta superar el porcentaje de lo publicado hasta el momento”.
Los resultados de un estudio pionero
Tras establecer cocultivos de estos tres tipos celulares a distintos tiempos, los resultados del estudio han demostrado que los tres ejemplos de células mesenquimales exhiben una capacidad similar de diferenciación. “Esto pone de manifiesto que no es tan importante el origen tisular de las células madre, sino su fenotipo y sus características intrínsecas, es decir, si son de origen estromal, neural o hematopoyético”, manifiesta la investigadora.
Asimismo, Sepúlveda destaca que el estudio presenta una novedad, ya que se ha descubierto que la diferenciación a cardiomiocitos está asociada a la llamada “traslocación nuclear”, un mecanismo por el cual la “maquinaria celular” se pone en marcha para expresar un determinado paquete de genes.
En definitiva, la investigación demuestra que independientemente del origen tisular, las células mesenquimales son capaces de expresar un fenotipo cardíaco; y que además esto es proporcional al tiempo, porque cuanto más tiempo permanecen en contacto, mayor es el porcentaje de células que consiguen expresar ese fenotipo.
Como resume Pilar Sepúlveda, “los resultados conseguidos validan el modelo, y abren las puertas a la utilización de fármacos u otros factores inductores de la diferenciación en combinación con el cocultivo”.
Un paso más en la investigación sobre patologías cardíacas
El infarto de miocardio es uno de los problemas de salud más comunes, motivado por la muerte de una porción de músculo cardíaco que se produce cuando se obstruye completamente una arteria coronaria. El aporte sanguíneo en la zona se suprime con la obstrucción, y si es por mucho tiempo, el tejido queda dañado y sin posibilidad de regenerarse.
Por ello, las aproximaciones al tratamiento de esta dolencia con células madre adultas que podrían utilizarse en potenciales terapias celulares futuras para la regeneración del tejido dañado, suponen una prometedora alternativa a los tratamientos convencionales.
Así, la Dra. Sepúlveda incide en que “la idea es que estas células se empleen en ensayos clínicos, y por ello existe una conciencia general entre los científicos de que hay que hacer más estudios a nivel básico o preclínico para entender cómo funcionan, y cómo reparan”. Por esta razón, los estudios in vitro como el de este proyecto ofrecen una multitud de posibilidades de estudio en laboratorio previas a su aplicación en pacientes.
El Laboratorio de Cardioregeneración del CIPF- La Fe está dirigido por el cirujano José Anastasio Montero, pionero en el trasplante de células cardíacas a corazones infartados como aplicación terapéutica. Esta última publicación de su equipo es un ejemplo de la importante labor investigadora de carácter básico o de laboratorio que lleva a cabo de forma paralela a su trayectoria clínica.
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