Un equip de recerca desenvolupa una minifàbrica de teixit cardíac humà

Un sistema desenvolupat per investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i del Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]) és capaç de produir al laboratori teixits que simulen el comportament del cor humà. Els teixits produïts per aquest sistema de bioenginyeria podrien servir per a preavaluar la toxicitat de medicaments en el cor sense necessitat d’utilitzar models animals.

Les malalties cardiovasculars suposen actualment una de les primeres causes de mort a escala mundial. No obstant això, els factors que motiven o accentuen aquestes malalties del cor s’amaguen, a vegades, darrere d’elements no coneguts. Entre altres causes, els medicaments que són útils per a curar o pal·liar determinades malalties poden, al mateix temps, presentar efectes secundaris sobre altres òrgans com el cor, el que els experts coneixen com a cardiotoxicitat.

Read more…

És per això que, disposar de models de laboratori que ajudin a comprendre millor la fisiologia del cor o a avaluar la cardiotoxicitat dels fàrmacs, pot resultar de gran ajuda a l’hora de desenvolupar nous medicaments o teràpies com per exemple, la medicina regenerativa. No obstant això, la producció al laboratori de teixits capaços de comportar-se de manera similar al cor humà segueix suposant un repte.

En aquest context, investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), en col·laboració amb el Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]), han donat a conèixer mitjançant un article publicat recentment a la revista Stem Cell Reports, un nou sistema de bioenginyeria que podria suposar un important avenç en aquest camp.

 

La nova plataforma, batejada amb el nom de CardioSlice, és capaç de produir, a partir de cèl·lules mare pluripotents humanes (PSC) i de matrius tridimensionals, teixits cardíacs amb propietats molt especials. I és que, segons detallen els investigadors, els teixits cardíacs amb problemes especials. I és que, segons detallen els investigadors, els teixits artificials que obtenen amb CardioSlice són capaces de bategar de manera autònoma, produeixen un senyal elèctric similar a un electrocardiograma i responen a fàrmacs de la mateixa manera que ho fa un cor humà. Per a aconseguir-ho, els investigadors i enginyers de l’IBEC i el CMR[B] han dissenyat i construït una cadena en paral·lel de bioreactors que permetin l’estimulació, observació i estudi in situ de l’electrofisiologia del teixit resultant, així com de l’impacte de factors externs com per exemple, medicaments amb efectes cardiotòxics.

En paraules de l’Elena Martínez, investigadora principal a l’IBEC i professora a la Universitat de Barcelona (UB): “CardioSlice és com una mini fàbrica de teixits que ens podria ajudar a discernir quins medicaments poden danyar el nostre cor”.

Els investigadors mostren en diversos vídeos que el nivell de complexitat dels teixits que CardioSlice permet obtenir, s’observa en l’activitat espontània dels mateixos en forma de contraccions i de senyals anàlogues a les d’un electrocardiograma (ECG). “L’anàlisi avançada del senyal electrofisiològic de CardioSlice permet quantificar canvis en l’ECG deguts a l’efecte d’un fàrmac, identificant canvis com el ritme cardíac, aparició de QRS ectòpics o perllongació de l’interval QT”, explica Raimón Jané, investigador principal del grup de Processos i interpretació de senyals biomèdiques de l’IBEC i professor a la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).

Segons els autors de l’article “La rellevància fisiològica dels teixits produïts per CardioSlice, juntament amb la seva naturalesa escalable i la funció de monitoratge electrofisiològic en línia, fan que la nostra tecnologia és situï a l’avantguarda de la producció de macro-teixits cardíacs humans dissenyats fins avui dia”

Aquest estudi s’ha realitzat en col·laboració amb científics de tres grups de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), investigadors del Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]), la Universitat de Barcelona (UB), la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i Centro de Investigación Biomédica en Red en el àrea temàtica de Bioingenieria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN).


Artícle referenciat: Valls-Margarit et al., Engineered macroscale cardiac constructs elicit human myocardial tissue-like functionality. Stem Cells Report, volumen 13, issue 1, p207-220 (2019).