Una hoja de espinaca que late como corazón

Las espinacas siempre han sido consideradas un »súperalimento» debido a sus múltiples nutrientes y beneficios para la salud cardíaca (algo que Popeye conoce muy bien), por ejemplo por su alto contenido de antioxidantes. Hoy se le ha dado un nuevo uso cuyo potencial para ayudar al corazón es mucho más directo y novedoso. Investigadores del Worcester Polytechnic Institute de Estados Unidos diseñaron un andamio que contiene células cardíacas y su respectiva microvascultura, sin embargo, lo que nos hace sorprendernos es la materia prima que utilizaron para inventar esto: a partir de hojas de espinacas. ¿Espinacas? ¿Qué? Sí, esta idea surge ante la problemática de la falta de tejidos vivos para trasplante cardíaco posterior a una injuria, como lo es un infarto. Ante este tipo de daño se ha intentado injertar células cardíacas para regenerar el tejido, sin embargo la falta de un sustrato y una red de microvasculatura apta para el crecimiento de las células no permite la formación a larga data del tejido. En el experimento descrito en el articulo publicado en la revista Biomaterials del 2017 se perfundieron hojas de espinaca con una solución de detergente con el objetivo de eliminar las células vegetales, pero dejando intacta la vasculatura de la hoja por donde ésta normalmente distribuye y recibe los nutrientes para el crecimiento celular. La destrucción de las células vegetales deja a la hoja translucida, pudiéndose observar solo la estructura vascular ya que el detergente no degrada la celulosa, componente principal de la pared celular vegetal. Por otro lado, la celulosa en sí ya ha sido utilizada en aplicaciones médicas debido a su »biocompatibilidad» con tejidos y células humanas. Los espacios dejados por el uso de detergente fueron luego sembrados con células cardíacas humanas para formar una capa tisular semejante al tejido cardíaco. La vasculatura de la hoja es utilizada para perfundir líquido con nutrientes hacia las células, haciendo el simil a la microvasculatura encontrada en un órgano altamente irrigado o vascularizado como lo es el corazón. Cinco días después de la siembra de células cardíacas en el interior de lo que quedó de la hoja (ver Figura 1), el tejido cardíaco en la hoja de espinaca comenzó a latir.


Uno de los investigadores recalca la semejanza entre la estructura vascular de la hoja y la vasculatura de tejidos humanos, diciendo que al mirar la hoja de espinaca su tallo le recordaba a la aorta, lo que generó la idea de utilizar esta vasculatura vegetal para perfundir células cardíacas humanas (ver Figura 2).


Las células cardíacas humanas embebidas en la microvasculatura de la hoja de espinaca latían tal como lo hacen en un tejido cardíaco, y su sobrevida en el ambiente “desconocido” vegetal fue de hasta tres semanas. Para comprobar que un fluido tal como la sangre era capaz de fluir por la vasculatura vegetal e irrigar a las células cardíacas, los investigadores introdujeron un liquido con microesferas del tamaño de un glóbulo rojo (10 micrómetros), y observaron que este era capaz de movilizarse a través de toda la vasculatura vegetal.
Los investigadores explican que el motor que los motivó a llevar a cabo este experimento fue el grave problema de falta de donantes de órganos para trasplante. De más de las 100.000 personas que se encuentran en un lista de espera de trasplante en el mundo, alrededor de 20 personas muere esperando por un órgano. Ante tal problemática la ciencia biomédica ha intentado crear órganos artificiales mediante impresiones tisulares 3D, sin embargo, la impresión de un corazón funcional aún no ha sido logrado. Uno de los principales problemas a los que se han enfrentado ingenieros biomédicos en la creación de órganos artificiales es lograr crear una red microvascular que sea capaz de distribuir un flujo sanguíneo a todas las células. En el caso del corazón esto es clave ya que se trata de un órgano cuya pared (especialmente del ventrículo izquierdo) es muy gruesa.
A pesar de que estos experimentos sean tan solo el primer paso en la generación de una microvasculatura cardíaca, los investigadores indican que los siguiente pasos son injertar este tejido híbrido en un corazón dañado para ver si éste es capaz de mejorar la función cardíaca. Mirando a futuro, uno de los primeros estudios que se requerirá hacer in vivo es comprobar que un injerto de estas características no sea rechazado por el sistema inmune del receptor. Los investigadores también desean experimentar generando un tejido de mayor grosor, colocando múltiples capas de este tejido híbrido, de esta forma imitar el grosor de una pared ventricular de corazón humano.
Pero claro… estas ideas no se detienen ahí. Los investigadores ya están pensando en descelularizar un brócoli, para generar un andamiaje de celulosa como reemplazo de tejido pulmonar. Posiblemente la solución a uno de los grandes problemas en medicina de transplantes no se encontraba más lejos de nuestra verdulería más cercana.
Fuentes y Enlaces de Interés
Gershlak y cols. Biomaterials (2017)
Estadística de Donación de Órganos
Murphy & Atala. Nature (2014)]]>