Describen cómo las células madre regeneran el corazón tras un infarto
Investigadores del Instituto del Corazón del Centro Médico Cedars-Sinai, en Reino Unido, que en una investigación previa habían demostrado que la terapia con células madre cardiacas reduce la cicatrización y regenera los tejidos sanos después de un ataque al corazón en humanos, han identificado ahora los componentes de esas células madre responsables de esos efectos beneficiosos.
En una serie de estudios de laboratorio y en animales, estos expertos detectaron que los exosomas, diminutas membranas que forman "burbujas" que participan en la comunicación entre células, transmiten mensajes que reducen la muerte celular, promoviendo el crecimiento de nuevas células del músculo cardiaco y estimulando el desarrollo de vasos sanguíneos sanos.
"Los exosomas fueron descritos por primera vez en la década de 1980, pero sólo ahora se está empezando a apreciar su potencial como agentes terapéuticos. Hemos visto que los exosomas y su carga son mediadores cruciales de las células madre en las que se basa la regeneración del corazón y creemos que esto podría conducir a un tratamiento aún más refinado mediante el 'principio activo' en lugar de la totalidad de las células madre", afirma Eduardo Marbán, director del Instituto del Corazón Cedars-Sinai y pionero en el desarrollo de tratamientos en investigación de células madre cardiacas.
"El concepto de la terapia con exomas es interesante, ya que podría cambiar nuestra estrategia de trasplante de células vivas con el uso de un agente no vivo -agrega--. Las células madre deben ser cuidadosamente preservadas para que tengan vida y funcionen hasta el momento del trasplante y hay algunos riesgos involucrados en el trasplante de células. La terapia con exomas puede ser más segura y más sencilla y se basa en un elemento con una vida útil más larga".
En experimentos de laboratorio, los investigadores aislaron exosomas de células madre cardiacas especializadas humanas y encontraron que los exosomas por sí solos tuvieron los mismos efectos beneficiosos que las células madre. Los exosomas también producen los mismos beneficios después de un ataque al corazón en los ratones, disminuyendo el tamaño de la cicatriz, lo que aumenta el tejido del corazón sano y reduce los niveles de las sustancias químicas que conducen a la inflamación.
Incluso cuando se inyectaron exosomas en ratones después de que las cicatrices del ataque al corazón estaban bien establecidas y eran tradicionalmente vistas como "irreversibles" provocaron múltiples beneficios estructurales y funcionales. Los exosomas transportan pequeños trozos de material genético, llamados microARN, que permiten a las células comunicarse con las células vecinas para cambiar su comportamiento.
Los expertos identificaron uno de esos microARN, uno que es especialmente abundante en exosomas de células madre cardiacas, como responsable de algunos de los beneficios. Según los investigadores de este trabajo, cuyos resultados se publican en 'Stem Cell Reports', es probable que éste y otros microARN en los exosomas trabajen juntos para producir los efectos regenerativos.
"Los exosomas parecen contener la información de señalización necesaria para regenerar el tejido del corazón, al ser naturalmente capaces de penetrar en las células y tener un recubrimiento que protege sus cargas de la degradación conforme van de célula a célula", señala Marbán. "La inyección de exosomas derivados de células madre cardiacas especializadas puede ser una alternativa atractiva para el transplante de células vivas", agrega.
Marbán y sus equipos clínicos y de investigación en 2009 realizaron el primer procedimiento en el que se utilizó el tejido cardiaco de un paciente con ataque al corazón para hacer crecer células madre especializadas que se inyectaron de nuevo en el corazón. En 2012, presentaron los resultados de un ensayo clínico en el que se vio una reducción significativa en el tamaño de las cicatrices causadas por el ataque al corazón en pacientes que se sometieron al procedimiento de células madre experimentales en comparación con otros que no se sometieron al trasplante.
También informaron de los resultados de un ensayo en animales que muestran que el efecto de la terapia con células madre después de un ataque al corazón es indirecto, de forma que las células madre no sobreviven mucho tiempo después de ser colocadas en el corazón pero causan efectos duraderos al estimular el rápido crecimiento del tejido superviviente del corazón y alentar a las células madre que ya están en el corazón a que maduren en células cardiacas funcionales.
La nueva investigación arroja luz sobre los mecanismos subyacentes, acreditando que los exosomas de las células madre y la carga de comunicaciones que llevan para orquestar la regeneración regeneran el daño de ataque al corazón.
