Un enfoque progresista acerca la terapia de reprogramación celular para la insuficiencia cardíaca a la sinceridad

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No hace mucho tiempo la idea de tomar, por ejemplo, una célula de la piel y convertirla en una célula muscular era impensable. Sin embargo, hace unos 10 años, una investigación innovadora mostró que, de hecho, es posible reprogramar células adultas diferenciadas en otros tipos que sean completamente capaces de realizar nuevas funciones.

La reprogramación celular es uno de los principales intereses del laboratorio del Dr. Todd Rosengart, presidente y profesor del Departamento de Cirugía Michael E. DeBakey del Baylor College of Medicine, cuya investigación se centra en encontrar enfoques terapéuticos innovadores para la insuficiencia cardíaca.

«La insuficiencia cardíaca sigue siendo la principal causa de muerte por enfermedad cardíaca», dijo Rosengart, catedrático de cirugía DeBakey-Bard y profesor de biología celular y molecular en Baylor. «Se puede esperar que alrededor de 5 millones de estadounidenses desarrollen insuficiencia cardíaca congestiva avanzada, y el trasplante de corazón o la implantación de soporte circulatorio mecánico son actualmente las únicas opciones para los pacientes con enfermedad cardíaca en etapa terminal. Sin embargo, estas opciones son limitadas. Necesitamos mejorar la forma en que tratar esta devastadora condición «.

Después de un ataque cardíaco, las partes del músculo cardíaco que mueren no se regeneran en tejido cardíaco nuevo; en su lugar, son reemplazados por una cicatriz que no ayuda al corazón a latir. «La idea detrás de la reprogramación celular es entrenar al corazón para que se cure a sí mismo haciendo que el tejido cicatricial, que en su mayoría son fibroblastos, se convierta en músculo cardíaco funcional», dijo Rosengart, profesor de enfermedades cardíacas y vasculares en el Texas Heart Institute.

Los investigadores lograron reprogramar los fibroblastos de animales pequeños para convertirlos en músculo cardíaco, con mejoras dramáticas en la función cardíaca. El desafío era aplicar esta tecnología a las células humanas: los fibroblastos humanos son más resistentes a la reprogramación. En este estudio, Rosengart y sus colegas exploraron una nueva estrategia para mejorar la eficiencia de reprogramación de los fibroblastos humanos.

«Si bien los fibroblastos humanos resisten la reprogramación, se sabe que las células endoteliales, las que recubren los vasos sanguíneos, son más flexibles: tienen la capacidad de transdiferenciarse de forma natural o transformarse en otras células», dijo la coautora primera, la Dra. Megumi Mathison, profesora asociada de cirugía en Baylor. «Esto nos dio la idea de utilizar esta plasticidad de células endoteliales para mejorar la eficiencia de la reprogramación».

La idea de los investigadores era inducir primero a los fibroblastos a pasar a un estado similar al de las células endoteliales y luego tratar estas células con su cóctel de reprogramación que las dirige a transformarse en cardiomiocitos. La expectativa era que la transición a células similares a células endoteliales, un tipo de célula más abierto a la reprogramación que los fibroblastos, facilitaría el cambio deseado en el músculo cardíaco.

«Nos complació ver que nuestro enfoque mejoró significativamente la eficiencia de reprogramación en fibroblastos humanos y de rata», dijo Mathison. «Anteriormente, la inducción directa de cardiomiocitos a partir de fibroblastos tenía solo un 3% de eficiencia. Con nuestro nuevo enfoque, la eficiencia aumentó 5 veces. Los fibroblastos tardaron entre dos y tres semanas en transformarse en cardiomiocitos. En el laboratorio. Fue emocionante verlo las células reprogramadas se contraen en sincronía con los cardiomiocitos circundantes «.

Los resultados experimentales de los investigadores con el modelo de rata muestran que su nueva estrategia puede convertir tejido cicatricial grande en músculos activos, lo que respalda la continuación de sus investigaciones para llevar este procedimiento a la clínica.

«Si bien se necesita más investigación, esperamos que este nuevo enfoque se convierta en parte de la próxima generación de terapias biológicas», dijo Rosengart. «En un escenario futuro, los pacientes con insuficiencia cardíaca congestiva vendrían al laboratorio de cateterismo, comúnmente conocido como laboratorio de cateterismo, en un hospital. El laboratorio de cateterismo tiene equipo de diagnóstico por imágenes que ayuda a los cirujanos a visualizar las cámaras del corazón y la sangre circundante vasos. mientras realiza los procedimientos. Con la ayuda de este equipo, el cirujano inyectaría los factores que promueven la transición de fibroblastos a células endoteliales y luego a cardiomiocitos directamente en el corazón. Los seguimientos monitorearían el progreso del procedimiento «.

Este trabajo está estrechamente relacionado con el papel principal que jugó el Baylor College of Medicine en la historia de los corazones artificiales y los trasplantes de corazón presentados por el Dr. Michael E. DeBakey y el Dr. Denton A. Cooley en las décadas de 1950 y 1960.

“Hace años, el Dr. Cooley me dijo sobre los próximos pasos necesarios para ayudar a las personas con insuficiencia cardíaca, ‘Todd, necesitas hacer algo dramático’. Para mí, la reprogramación celular es un 21yo soy «respuesta del siglo XX a esta solicitud», dijo Rosengart.

Este estudio fue financiado por el National Heart, Lung and Blood Institute (R01HL121294? 01A1, R01HL 152280, 5T32HL139430), Baylor College of Medicine Citometry and Cell Sorting Core (los Institutos Nacionales de Salud subvencionan P30AI036211, P30CA125123, S10RR024574; Instituto Nacional de L24574; Instituto Nacional de L24574; beca AI036211 para alergias y enfermedades infecciosas) y el Núcleo de Microscopía Integral de la Facultad de Medicina de Baylor (NIH DK56338, CPRIT RP150578 y RP170719).

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