¿Cómo se puede tratar mejor el tejido cardíaco dañado después de un ataque cardíaco con células musculares de reemplazo? Un equipo de investigación bajo la supervisión de la Universidad de Bonn ahora presenta un método innovador en ratones: las células de reemplazo muscular, que deben asumir la funcióndel tejido dañado, se cargan con nanopartículas magnéticas. Estas células cargadas con nanopartículas se inyectan en el músculo cardíaco dañado y se mantienen en su lugar mediante un imán, lo que hace que las células se injerten mejor en el tejido existente. Utilizando el modelo animal, los científicosDemuestre que esto conduce a una mejora significativa en la función cardíaca. Biomateriales presenta los resultados por adelantado en línea, la versión impresa se publicará en un futuro próximo.
En un ataque cardíaco, los coágulos generalmente conducen a problemas circulatorios persistentes en partes del músculo cardíaco, que luego causan la muerte de las células del músculo cardíaco. Se ha intentado durante algún tiempo revitalizar el tejido cardíaco dañado con células de reemplazo ". Sin embargo,la mayoría de las células son expulsadas del canal de punción durante la inyección debido a la acción de bombeo del corazón que late ", explica el profesor Dr. Wilhelm Röll, del Departamento de Cirugía Cardíaca del Hospital Universitario de Bonn. Por lo tanto, solo unas pocas células sobrantespermanecer en el músculo cardíaco, lo que significa que la reparación es limitada.
Con un equipo interdisciplinario, el profesor Röll probó un enfoque innovador sobre cómo asegurarse de que las células de reemplazo inyectadas permanezcan en la ubicación deseada y se injerten en el tejido cardíaco. Los experimentos se realizaron en ratones que habían sufrido un ataque cardíaco anteriormente.Para poder seguir mejor el reemplazo del músculo cardíaco, se emplearon células que expresan EGFP obtenidas de corazones fetales de ratón o células madre de ratón. Estas células musculares fluorescentes se cargaron con pequeñas nanopartículas magnéticas y se inyectaron a través de una cánula fina en el tejido cardíaco dañado de los ratones..
En el campo magnético, las células de reemplazo cargadas con nanopartículas permanecen en su lugar
En algunos de los roedores tratados de esta manera, un imán colocado a una distancia de unos pocos milímetros de la superficie del corazón aseguró que una gran parte de las células de reemplazo cargadas con nanopartículas permanecieran en la ubicación deseada ". Sin un imán,aproximadamente una cuarta parte de las células agregadas permanecieron en el tejido cardíaco, con un imán, aproximadamente el 60 por ciento de ellas permanecieron en su lugar ", informa la Dra. Annika Ottersbach, que era estudiante de doctorado en el equipo del profesor Röll durante el proyecto. Diez minutos menosla influencia del campo magnético ya era suficiente para mantener una proporción significativa de células musculares cargadas de nanopartículas en el sitio objetivo. Incluso días después del procedimiento, las células inyectadas permanecieron en su lugar y se unieron gradualmente al tejido existente.
"Esto es sorprendente, especialmente porque el tejido del infarto está relativamente insuficiente debido a una pobre perfusión", dice el profesor Röll. Bajo la influencia del imán, las células musculares de reemplazo no murieron con tanta frecuencia, se injertaron mejor y se multiplicaron más.Los investigadores investigaron las razones de la mejora del crecimiento: se descubrió que estas células del músculo cardíaco implantadas estaban más compactas y podían sobrevivir mejor gracias a la interacción célula-célula más intensa. Además, la actividad genética de muchas funciones de supervivencia, como las célulasrespiración, fue mayor que sin un imán en estas células de reemplazo.
Los investigadores también demostraron que la función cardíaca mejoró significativamente en ratones que fueron tratados con células musculares de nanopartículas en combinación con un imán ". Después de dos semanas, sobrevivieron siete veces más células musculares de reemplazo, y después de dos meses, cuatro veces más en comparacióna la tecnología de implantación convencional ", informa el profesor Röll. Dada la vida útil de los ratones de un máximo de dos años, este es un efecto sorprendentemente duradero.
En el grupo de investigación 917 "Orientación basada en nanopartículas de terapias basadas en genes y células", financiado por la Deutsche Forschungsgemeinschaft Fundación Alemana de Investigación, una amplia gama de disciplinas trabajaron juntas, desde medicina, física e ingeniería hasta biología ".Este enfoque interdisciplinario facilitó el espectro inusualmente amplio y la profundidad de las investigaciones ", dice el profesor Röll. Los científicos están convencidos de que esta tecnología también puede transferirse potencialmente a los humanos. Prof. Röll:" Sin embargo, todavía queda un largo camino por recorrer, y se requiere una investigación más exhaustiva antes de que este método pueda usarse en un entorno clínico ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Bonn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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