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Estos ingenieros diseñaron un gimnasio para células cardíacas cultivadas en laboratorio

Estos ingenieros diseñaron un gimnasio para células cardíacas cultivadas en laboratorio

Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Toronto han creado un dispositivo que básicamente podría describirse como un gimnasio para tejido cardíaco cultivado en laboratorio. El nuevo desarrollo utiliza un régimen de entrenamiento riguroso para desarrollar células cardíacas que son más reales que nunca.

Un gimnasio en una placa de petri.

También puede medir la fuerza con la que baten para probar los efectos de posibles moléculas de fármacos. "Muchos fármacos nuevos potenciales fallan debido a problemas de toxicidad, y la toxicidad cardíaca es un desafío importante", dice la profesora Milica Radisic, quien dirigió el equipo de investigación.

"Puede probar medicamentos potenciales en células cardíacas cultivadas en una placa de Petri, pero esas células no tienen el mismo aspecto que las células de un corazón real y no se puede obtener mucha información sobre su función cardíaca real".

El nuevo dispositivo tiene la ventaja crucial de permitir que las células y los tejidos cultivados en laboratorio se desarrollen en formas que se asemejen más a las que están realmente presentes en el cuerpo humano. La nueva plataforma, denominada Biowire II, consta de dos alambres de polímero elásticos colocados a tres milímetros de distancia.

Las células del corazón se colocan en una pequeña banda de tejido entre los cables. Así es como los investigadores también logran medir la fuerza de las células o la fuerza de contracción.

Cuando las células se contraen, doblan los cables, lo que permite a los científicos medir la cantidad de deflexión para deducir la fuerza de contracción.

"La ventaja de este sistema es que nos dice cómo una molécula de fármaco determinada está afectando el gasto cardíaco al examinar las fuerzas de contracción y otras lecturas funcionales clave", dice Yimu Zhao, Ph.D. candidato en el laboratorio de Radisic y autor principal del artículo.

"¿Debilita el corazón o lo fortalece? Ayudará a encontrar nuevos medicamentos para tratar afecciones cardíacas, pero también eliminará medicamentos para otras afecciones que tienen efectos adversos en el corazón".

Además, el dispositivo cuenta con pulsos eléctricos para simular el ejercicio, entrenando las células del corazón como si estuvieran en un pequeño gimnasio. El resultado es un tejido más realista.

"Hemos creado tejidos cardíacos auriculares y ventriculares, e incluso podemos hacer crecer un tejido heteropolar, uno con extremos auriculares y ventriculares", dice Zhao. "Algunos medicamentos tienen una acción selectiva sobre uno u otro. Con este sistema, podemos detectar esto de manera más eficiente".

Las aplicaciones de este gimnasio en una placa de Petri son mejorar tanto la eficiencia como el número de pruebas que los investigadores de drogas pueden realizar.

Salvando vidas

"Si nuestros tejidos cultivados en laboratorio pueden mantener los medicamentos peligrosos fuera de la tubería y ayudar a encontrar nuevos medicamentos para tratar afecciones cardíacas, salvará miles de vidas", dice Radisic.

Pero aún más prometedora es la posibilidad de algún día tener tejidos cultivados en laboratorio tan efectivos para imitar los reales que luego puedan implantarse nuevamente en humanos para reparar órganos dañados. Radisic y su equipo también están trabajando en tecnologías independientes para, con suerte, ver que esta opción se convierta en realidad.

Su artículo se publica en la revistaCelda.


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