Nuevos métodos de regeneración del tejido cardiaco
El infarto de miocardio, comúnmente conocido como ataque al corazón, puede provocar la sustitución irreversible del tejido cardiaco funcional por tejido fibrótico disfuncional. Esto puede provocar insuficiencia cardiaca, y la única terapia estándar disponible actualmente es el trasplante de corazón. «La insuficiencia cardiaca es la principal causa de mortalidad y morbilidad en el mundo industrializado», señala la coordinadora del proyecto BIORECAR(se abrirá en una nueva ventana), Valerie Chiono, del Politécnico de Turín(se abrirá en una nueva ventana), en Italia. «Cualquier nuevo conocimiento sobre tratamientos eficaces tendría un impacto social y económico profundo».
Potencial de regeneración miocárdica
Una nueva estrategia dirigida a convertir las células que pueblan los fibroblastos cardiacos en células latientes ha surgido recientemente como una posibilidad intrigante para la regeneración miocárdica. Sin embargo, este método sigue siendo demasiado inmaduro e ineficaz para aplicarlo en entornos clínicos. El equipo de BIORECAR, que contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana) (CEI), trató de abordar las limitaciones actuales de esta estrategia mediante un novedoso método multidisciplinar. En el proyecto se integraron nanomedicina, ciencia de biomateriales e ingeniería de tejidos, con el objetivo de desarrollar un método seguro y eficaz de reprogramación celular mediante moléculas de ARN. «Diseñamos nanopartículas híbridas de polímero y lípido para dirigir la reprogramación de fibroblastos cardiacos humanos en cardiomiocitos», explica Chiono. «También diseñamos un hidrogel inyectable mínimamente invasivo para liberar las nanopartículas». Se utilizaron modelos de tejido cardiaco fibrótico humano «in vitro» para probar y validar el método de BIORECAR, en consonancia con el principio de las «tres erres» de la experimentación animal (reemplazar, reducir y refinar). A continuación, se llevó a cabo una validación preclínica en modelos de ratón.
Nuevas nanopartículas e hidrogeles híbridos
Se lograron varios hitos importantes, entre ellos el diseño y la patente de novedosas nanopartículas híbridas para el tratamiento con ARN. «Nuestro equipo fue seleccionado para el programa I-Tech Innovation Acceleration(se abrirá en una nueva ventana), que apoyó la fundación de la empresa emergente PoliRNA», dice Chiono. «PoliRNA fue seleccionada entonces como semifinalista de EIT Health Catapult 2024-25(se abrirá en una nueva ventana) ». Otro logro ha sido el diseño de un hidrogel inyectable con capacidad para favorecer la administración controlada de los nanoterapéuticos. Se han presentado nuevos proyectos que abarcan el uso de estos hidrogeles para la regeneración de los músculos cardiaco y esquelético, así como para la cicatrización de las heridas crónicas. «Un tercer logro importante ha sido el diseño de matrices bioartificiales para la modelización "in vitro" del tejido fibrótico cardiaco humano», añade Chiono. «Esto, a su vez, ha dado lugar a nuevos proyectos, entre ellos el financiado por el CEI EMPATIC ».
Aplicaciones de las terapias de ARN en la medicina regenerativa
Las nanopartículas híbridas funcionalizadas desarrolladas en el proyecto superaron con éxito muchos de los problemas típicamente asociados a otros sistemas de liberación de ARN, como la estabilidad limitada, la liberación no controlada de miARN y la posibilidad de inducir una respuesta inmunitaria. Por tanto, este trabajo podría allanar el camino hacia nuevas aplicaciones de los tratamientos de ARN en la medicina regenerativa. «La plataforma de hidrogel inyectable representa otro gran avance porque ha demostrado combinar múltiples características, como la biodegradabilidad, la biocompatibilidad, la liberación de nanopartículas y el soporte celular», afirma Chiono. «Los modelos "in vitro" de tejidos fibróticos cardiacos humanos se validaron para probar nuevas terapias avanzadas potenciales de acuerdo con el principio de las "tres erres"». Los próximos pasos incluyen una sólida validación preclínica mediante modelos «in vitro» e «in vivo» de fibrosis cardiaca, con el apoyo de nuevos proyectos. Chiono también espera que la empresa emergente PoliRNA adquiera licencias de patentes y establezca asociaciones clave con grupos de investigación y empresas, para seguir codesarrollando esta tecnología pionera.
