domingo, 19 mayo 2024

Bioingeniería e impresión 3D para reconstruir los tejidos del corazón

A diferencia de otros órganos, el corazón no puede regenerar sus tejidos después de una enfermedad. Por eso, la Universidad de Navarra, el CIMA y Navarrabiomed abordan, con el proyecto Biogen, el desarrollo de técnicas que den solución a esta necesidad. La iniciativa está coordinada por ADItech, a su vez coordinador del Sistema Navarro de I+D+i (SINAI), y cuenta con financiación del Ejecutivo foral.


Pamplona - 8 noviembre, 2023 - 05:59

Biogen cuenta con la participación de la Universidad de Navarra, el CIMA y Navarrabiomed. (Fotos: Sergio Martín)

Después de un ataque cardíaco, un corazón humano adulto puede perder hasta mil millones de cardiomiocitos, las células musculares responsables de las contracciones rítmicas. Pero, a diferencia de otras partes del cuerpo, este órgano vital no puede regenerarse. Las enfermedades cardiovasculares provocan así la defunción de 17,9 millones de personas al año, el 32 % del total a nivel mundial. Según el informe ‘Estadísticas Sanitarias Mundiales 2023’ de la Organización Mundial de la Salud (OMS), estas cifras las colocan como la primera causa de muerte por encima del cáncer o de la enfermedad respiratoria crónica. Por eso, la regeneración del corazón se ha convertido en uno de los mayores retos actuales de la investigación en salud.

La problemática centra también parte del trabajo que desarrollan desde hace varias décadas la Universidad de Navarra, el Centro de Investigación Médica Aplicada (CIMA) o Navarrabiomed. Pero la primera entidad identificó este año una oportunidad de colaboración con las últimas dos.

Quienes deseen conocer más a fondo el proyecto pueden hacerlo a través de este enlace

«La comunidad científica ha podido constatar que las estrategias basadas en terapias génicas y celulares no han sido exitosas. Por eso, nos estamos centrando ahora en la construcción de esos órganos o parte de ellos en el laboratorio. Desde hace unos años, tenemos una serie de tecnologías bastante establecidas que han abierto ese camino. Sin embargo, nos falta establecer procesos para escalar la producción de tejidos y alcanzar el tamaño adecuado para un corazón humano, que tiene el porte de un puño. Por ejemplo, para hacer un tejido pequeñito, necesitas uno o dos millones de células. Pero, para un tejido grande, son cincuenta o cien millones», explica Manuel Mazo, investigador en el centro educativo. 

Así, los tres centros decidieron poner en marcha una iniciativa colaborativa. ¿El objetivo? Aunar sus conocimientos en las distintas partes del corazón y sus capacidades técnicas para desarrollar un tratamiento regenerativo a partir de la bioingeniería personalizada. Así nació Biogen, una iniciativa que también busca analizar las diferencias de género en las enfermedades cardiovasculares y su tratamiento.

De izda. a dcha., Olalla Iglesias (CIMA), Natalia López (Navarrabiomed) y Manuel Mazo (Universidad de Navarra).

El proyecto está coordinado por ADItech, a su vez coordinador del Sistema Navarro de I+D+i (SINAI), y financiado por el Ejecutivo foral en la convocatoria de ayudas a centros tecnológicos y organismos de investigación para la realización de proyectos de I+D colaborativos.

IMPRESIÓN 3D DE MINITEJIDOS

Biogen se divide en el estudio y la construcción de tres tejidos distintos del corazón: las válvulas, los vasos sanguíneos y los miocardiocitos. Navarrabiomed lidera el primer bloque de trabajo (cuenta con conocimiento especializado en valvulopatías), mientras que el CIMA y la Universidad de Navarra encabezan los dos últimos. Eso sí, no se trata de un trabajo que se desarrolla de forma paralela. «Nos aportamos mutuamente experiencia y materiales para profundizar y aprender sobre cada una de las partes del órgano», apunta Mazo.

Así mismo, las entidades desarrollan su trabajo atendiendo a las diferencias entre mujeres y hombres, con el fin de poder recrearlas a partir de tecnologías como la ingeniería de células madre, la impresión 3D, el diseño computacional y el uso de biomateriales.

«En el CIMA y la universidad, nos especializamos en ingeniería de tejidos. Usamos células madre para conseguir células de los vasos y miocardiocitos. Así mismo, contamos con una máquina especial que, a diferencia de la impresión aditiva, alcanza una tridimensionalidad enmarcada en milímetros y nos permite depositar las células en un filamento muy fino, de apenas diez micras de diámetro», detalla Olalla Iglesias, investigadora del Programa de Medicina Regenerativa del CIMA.

La impresión 3D es una de las tecnologías que abren el camino a nuevos tratamientos regenerativos.

Por su parte, Navarrabiomed aísla células de válvula para la construcción de esta parte del corazón. «La obtención de estas a partir de células madre no está muy desarrollada a nivel global, por lo que contamos con la amplia experiencia de este centro», incide el investigador de la Universidad de Navarra. En estos momentos, las tres entidades se encuentran sumergidas en la generación de estos tejidos, que serán posteriormente trasplantados a roedores y cerdos de distintos sexos para estudiar sus efectos en cada uno de ellos.  

EL GÉNERO IMPORTA

Pero el proyecto va mucho más allá de la mera diferencia biológica entre hombres y mujeres para abordar un ámbito poco estudiado en estudios de bioingeniería personalizada: la diferencia entre las condiciones socioeconómicas de hombres y mujeres. Así, el centro mixto del Gobierno de Navarra y de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) aporta también su conocimiento en la inclusión de una perspectiva de género para analizar los tratamientos regenerativos desarrollados en el marco de Biogen.

«Queremos romper el dogma de café para todos y poner el foco en que quizá mujeres y hombres necesitan soluciones distintas a enfermedades que de base son distintas y les afectan de forma diferente. Se trata, así mismo, de trasladar una reivindicación: no hay mujeres en ensayos clínicos y se nos ha extrapolado todo lo de los hombres, sin tener en cuenta que las enfermedades no son iguales», señala Natalia López, investigadora de la Unidad de Cardiología Traslacional de Navarrabiomed.


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