Cardioides - Latidos, desamor y recuperación en un plato
La tecnología ha llevado a la creación de la empresa derivada HeartBeat.bio
Los organoides cardíacos autoorganizados desarrollados en el IMBA -Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia Austriaca de Ciencias- son también modelos eficaces de lesiones y enfermedades congénitas in vitro. Estos "cardioides" pueden revolucionar la investigación sobre trastornos cardiovasculares y malformaciones del corazón. Los resultados se publican en la revista Cell.
Un cardioide autoorganizado, que contiene los tres linajes cardíacos.
©Mendjan/IMBA
Alrededor de 18 millones de personas mueren cada año por enfermedades cardiovasculares, lo que las convierte en la principal causa de mortalidad en el mundo. Además, los defectos congénitos más frecuentes en los niños están relacionados con el corazón. En la actualidad, uno de los principales obstáculos para comprender las malformaciones cardíacas humanas y desarrollar terapias regenerativas es la falta de modelos fisiológicos humanos del corazón.
El grupo de investigación de Sasha Mendjan creó en el IMBA los cardioides, organoides cardíacos humanos autoorganizados que recapitulan la arquitectura del linaje de una cámara cardíaca. Mendjan explica: "Los cardioides son un hito importante. Nuestro principio rector es que, para que un tejido in vitro sea plenamente fisiológico, también debe someterse a la organogénesis. Hemos podido conseguirlo utilizando los principios de desarrollo de la autoorganización, lo que hace que sea un descubrimiento apasionante".
Durante el desarrollo, la cámara del corazón emerge de la capa germinal del mesodermo. Los investigadores establecieron así unas condiciones de señalización mesodérmica similares a las de las células madre pluripotentes. "Sorprendentemente, esto condujo a la autoorganización de una estructura similar a una cámara cardíaca que latía. Por primera vez, pudimos observar algo así en una placa. Es un modelo sencillo, robusto y escalable, y no requiere la adición de matriz extracelular exógena como muchos otros modelos de organoides", explica Sasha Mendjan. Además de una capa de miocardio que late, un corazón funcional también contiene un revestimiento endotelial interno que posteriormente contribuye a la vasculatura del corazón, y una capa epicárdica externa que dirige el crecimiento y la regeneración del corazón. Los cardioides recapitulan esta estructura de tres capas, dando forma a una estructura similar a la de las cámaras del corazón.
Los científicos determinaron cómo los factores de señalización y transcripción controlan la formación de la cámara cardioide. Por ejemplo, el equipo fue capaz de fenocopiar en los cardioides la dramática pérdida de cavidad cameral observada en los niños con Síndrome del Corazón Izquierdo Hipoplásico mediante la interrupción de un factor de transcripción vinculado a este defecto. Los investigadores también evaluaron los efectos de la criolesión (lesión por congelación), una técnica que imita el infarto de miocardio, en los cardioides. Por primera vez en una placa, el equipo descubrió que esta lesión desencadena una acumulación in vivo de proteínas de la matriz extracelular en los cardioides, un sello temprano tanto de la regeneración como de la enfermedad cardíaca fibrótica.
El campo de los organoides autoorganizados ha revolucionado la investigación biomédica en la última década. Sin embargo, el corazón era el último órgano interno importante que carecía de un modelo fisiológico de este tipo capaz de recapitular los procesos de desarrollo y respuesta a las lesiones. "Los cardioides tienen un potencial increíble para desentrañar los defectos cardíacos congénitos humanos. Como el sistema es fisiológico y escalable, esto abre enormes posibilidades para el descubrimiento de fármacos y la medicina regenerativa", afirma Sasha Mendjan.
Esta tecnología desarrollada en el IMBA ha dado lugar a la creación de HeartBeat.bio, una nueva empresa derivada del IMBA centrada en el desarrollo de una plataforma de cribado 3D de alto rendimiento para la insuficiencia cardíaca y las cardiomiopatías.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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