Iluminar la curación del corazón
Las enfermedades cardiovasculares (ECV) siguen siendo la principal causa de morbimortalidad en el mundo y conllevan un gran coste socioeconómico. El aumento del envejecimiento de la población presagia un incremento de la incidencia de las ECV y de la insuficiencia cardiaca (IC), que es la consecuencia última de muchas ECV. La IC afecta sobremanera a la calidad de vida de las personas que la padecen, haciendo necesario la asistencia de cuidadores. En la actualidad, por desgracia, no existe ningún tratamiento farmacológico eficaz para esta enfermedad y no es posible invertir su evolución. Por ello, se necesita con urgencia una estrategia terapéutica revolucionaria que restablezca la función cardíaca y la circulación sanguínea sistémica.
Reparación cardíaca activada ópticamente
En el proyecto LION-HEARTED, financiado con fondos europeos, se pretende desarrollar una estrategia revolucionaria para preservar o restablecer la función cardiovascular, superando las limitaciones de las actuales técnicas farmacéuticas y de estimulación eléctrica. La esencia de esta innovadora estrategia de reparación cardiovascular reside en la optocéutica: una nueva tecnología basada en el empleo de estímulos ópticos para modular procesos biológicos sin necesidad de recurrir a la ingeniería genética. La optocéutica actúa a nivel celular, tisular y orgánico y supera los problemas de seguridad a largo plazo, lo que propicia nuevas posibilidades para su aplicación en el ámbito de la ECV. El objetivo de LION-HEARTED es emplear la luz para estimular de forma directa el potencial regenerativo de las células progenitoras cardíacas residentes, los cardiomiocitos, y las células endoteliales circulantes que se dirigen al corazón tras una lesión isquémica. «Las células son en gran medida transparentes a la luz visible, por lo que es necesario emplear materiales fotoactivos como transductores, capaces de convertir la información transportada por la luz en modulación del sistema biológico», explica la coordinadora del proyecto, Maria Rosa Antognazza, investigadora del Instituto Italiano de Tecnología de Milán (Italia).
La estrategia de LION-HEARTED
Los polímeros conjugados biocompatibles constituyen el componente tecnológico fundamental de LION-HEARTED. Estos son inherentemente sensibles a la luz visible y su diseño posibilita la modulación óptica de la función de las células cardíacas y endoteliales. La ventaja distintiva de la innovación radica en la capacidad de la luz para actuar selectivamente sobre estas subpoblaciones celulares específicas de forma reversible y selectiva, lo que permite activar las rutas biológicas esenciales de reparación cardíaca. «La estrategia de LION-HEARTED ofrece una resolución espaciotemporal sin parangón, es menos agresiva y tiene una mayor selectividad en comparación con los métodos convencionales», destaca Antognazza. El proyecto va mucho más allá del estado actual de la cuestión al combinar, por primera vez, la estimulación óptica y la nanotecnología en el tratamiento de las ECV.
El recorrido de los avances tecnológicos
El equipo de LION-HEARTED ha logrado importantes hitos en la síntesis de materiales y ha validado su estrategia con modelos de ratón y cerdo «in vitro» e «in vivo». Los investigadores emplearon películas delgadas de materiales fotoactivos para favorecer la angiogénesis con una gran fiabilidad y eficacia. Estas películas demostraron la capacidad de controlar ópticamente la actividad de los cardiomiocitos y regular sus propiedades de latido. Para aplicaciones «in vivo», se diseñaron materiales inyectables acoplados a fuentes de luz controladas de forma inalámbrica y, a continuación, se corroboró su biocompatibilidad. Su empleó en modelos de enfermedades porcinas proporcionó resultados prometedores. En conjunto, la innovadora estrategia de LION-HEARTED tiene un gran potencial para revolucionar los tratamientos cardiovasculares y mejorar la calidad de vida de millones de personas que padecen IC. Además, la reciente crisis sanitaria de la COVID-19 ha puesto de relieve la posible importancia terapéutica de esta estrategia. Si bien la COVID-19 es sobre todo una enfermedad respiratoria, presenta manifestaciones extrapulmonares. Además, los resultados clínicos de las personas con ECV concomitantes previas son más adversos cuando se infectan por el coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave de tipo 2 (SARS-CoV-2). El equipo de LION-HEARTED está preparado para responder a esta necesidad y sus actividades futuras se centrarán en la ingeniería de materiales, así como en examinar potenciales opciones de aplicación para otras enfermedades de interés.
Palabras clave
LION-HEARTED, materiales fotoactivos, insuficiencia cardíaca, enfermedades cardiovasculares, optocéutica, cardiomiocitos, nanotecnología, angiogénesis