Regeneración del nervio vago en corazones trasplantados
Las enfermedades cardiovasculares, que son responsables de cerca de 18 millones de muertes en todo el mundo, constituyen la principal causa de muerte en los países desarrollados y afectan a más del 6,6 % de la población mundial. Sus síntomas van desde la hipertensión a la insuficiencia cardíaca crónica; en casos extremos el trasplante de corazón es la única opción de tratamiento viable. Sin embargo, por desgracia, la técnica preferida, el trasplante cardíaco ortotópico (TCO) bicavo, es una operación que requiere la extirpación o disección quirúrgica de las fibras nerviosas parasimpáticas. «Ello provoca un aumento de la frecuencia cardiaca (FC), una reducción de la capacidad de respuesta del corazón a estímulos y un incremento de la rigidez ventricular. Por tanto, restablecer esas conexiones nerviosas constituiría toda una revolución», explica Silvestro Micera, coordinador del proyecto NeuHeart, financiado con fondos europeos, y miembro de la Escuela de Estudios Avanzados Sant'Anna, entidad de acogida del proyecto. El equipo de NeuHeart diseñó, desarrolló y patentó una neuroprótesis que regenera las conexiones parasimpáticas en la región cardíaca, en concreto el nervio vago (NV) derecho cardíaco. «Los pacientes no solo gozan de una mayor calidad de vida, sino que además pueden disfrutar de una mayor esperanza de vida», agrega Vincenzo Lionetti, coinvestigador principal. La solución de NeuHeart es sólida pero adaptable y, además, podría ayudar a restaurar las conexiones nerviosas en otros órganos trasplantados o en lesiones traumáticas que conllevan el cercenamiento de nervios.
Una innovación bioelectrónica de bucle cerrado
Se implanta un canal regenerativo hecho de polímeros biodegradables blandos impresos en 3D, junto con un electrodo intraneural de película delgada, entre los muñones proximal y distal del NV seccionado. El canal regenerativo guía y conforma la regeneración, mientras que el electrodo suministra corriente al nervio, lo que restablece la conexión eléctrica y permite modular la FC. A continuación, el dispositivo se acopla a un estimulador implantable para suministrar la corriente necesaria en función de las mediciones instantáneas de la FC tomadas por un sensor y procesadas por un programa informático, lo que ofrece una solución de bucle cerrado.
Territorio ignoto
El análisis de la bibliografía existente reveló un vacío en cuanto a estudios relevantes sobre la regeneración del NV, por lo que los investigadores del proyecto llevaron a cabo los suyos propios en conejos y cerdos enanos. Los análisis inmunohistoquímicos demostraron que la regeneración del NV se puede producir cuando está guiada por una estructura, como el canal regenerativo; además, varias pruebas confirmaron la funcionalidad de distintos componentes del sistema. El electrodo intraneural y un prototipo de estimulador se probaron en el NV de cerdos enanos, donde controlaron eficazmente la FC sin efectos secundarios patentes. También se demostró la biocompatibilidad del sensor cardíaco implantado y su capacidad para evaluar la rigidez cardiaca a largo plazo, así como el algoritmo de control de la FC, que admite variaciones de hasta un latido por minuto. «En conjunto, estas pruebas constituyen un estudio de viabilidad concluyente para todos los elementos del sistema NeuHeart», comenta Ciro Zinno, investigador del proyecto.
Ampliación de horizontes
En los experimentos, con una duración de cuatro meses, se evaluó la regeneración del NV cardíaco tanto en los animales tratados como en un grupo de control con NV seccionados, pero sin el canal regenerativo implantado. El equipo del proyecto empleó la resonancia magnética cardíaca para estudiar los cambios en el corazón de los animales a lo largo del tiempo. «Encontramos una menor capacidad de respuesta del corazón en los animales no tratados en comparación con los animales tratados. El análisis de imágenes también nos mostró, por primera vez, que la reconexión del corazón al NV derecho intratorácico protege contra la tensión ventricular izquierda. Los análisis inmunohistoquímicos revelaron que el ventrículo izquierdo de los animales tratados era similar al de los animales sanos», explica Lionetti. Los investigadores trabajan ahora en la realización de ensayos en humanos, con el objetivo de efectuar un ensayo de fase uno en treinta pacientes, quince de los cuales se someterán a un TCO con regeneración del NV, mientras que el resto no. «Nuestra innovación podría revolucionar los trasplantes. Dado que los materiales son fáciles de fabricar, la solución es escalable, por lo que podría garantizar un suministro fiable de injertos nerviosos, que pueden ser escasos», concluye Eugenio Redolfi Riva, becario de investigación.
Palabras clave
NeuHeart, nervio vago, corazón, regeneración, corazón, cardíaco, trasplante, electrodo
