Cardioides, el corazón de laboratorio que revoluciona la investigación en la enfermedad cardiaca

Estos organoides cardíacos autoorganizados humanos recapitulan la arquitectura de una cámara del corazón. « Los cardioides son un hito importante », señala la investigadora Sasha Mendjan.

Los investigadores tenían claro desde un principio que, para que un tejido in vitro sea completamente fisiológico, necesita someterse a organogénesis. «Pudimos lograrlo utilizando los principios de desarrollo de la autoorganización , lo que hace que este sea un descubrimiento tan emocionante».

Aproximadamente 18 millones de personas mueren cada año a causa de las enfermedades cardiovasculares , lo que las convierte en la principal causa de muerte a nivel mundial.

Además, la mayoría de los defectos congénitos que se diagnostican en niños se detectan en el corazón.

El mayor problema actual en la comprensión de las malformaciones cardíacas humanas y el desarrollo de terapias regenerativas es la falta de modelos fisiológicos humanos del corazón, lo que causa que un cuello de botella importante en la investigación.

Ahora este trabajo tiene el potencial de cambiar radicalmente el paradigma actual de descubrimiento de fármacos cardiovasculares, lo que llevará a mayores tasas de éxito en los ensayos clínicos y reduce el coste y el tiempo de desarrollo de fármacos.

La complejidad de desarrollo de estos coroides es muy alta. Por ejemplo, escriben en el artículo, se sabe que, durante el desarrollo, una cámara cardíaca emerge de la capa germinal del mesodermo. Por ello, los investigadores establecieron condiciones de señalización mesodérmica similares a las ‘in vivo’ guían a las células madre pluripotentes.

«Sorprendentemente –reconoce Mendjan-, esto produjo la autoorganización de una estructura similar a una cámara cardíaca que estaba latiendo. Por primera vez, pudimos observar este proceso en un laboratorio».

Los investigadores destacan que su modelo es «simple, robusto y escalable, y no requiere una matriz extracelular exógena como muchos otros modelos organoides», explica Mendjan.

Además de una capa miocárdica que late, un corazón funcional también contiene un revestimiento endotelial interno que luego contribuye a la vasculatura del corazón, y una capa epicárdica externa que dirige el crecimiento y la regeneración del corazón. Los cardioides, señalan, recapitulan esta estructura de tres capas, dando forma a una estructura similar a una cámara cardíaca.

Los científicos determinaron cómo los factores de señalización y transcripción controlan la formación de la cámara cardioide. Por ejemplo, el equipo pudo ‘fenocopiar’ la dramática pérdida de cavidad de la cámara observada en niños con síndrome del corazón izquierdo hipoplásico en cardioides al interrumpir un factor de transcripción relacionado con 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.

De esta forma, por primera vez en una placa de laboratorio, 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 durante la última década.

Sin embargo, el corazón era el último órgano interno importante al que le faltaba un modelo fisiológico 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», concluye Sasha Mendjan.