Vesículas extracelulares para reactivar células tras un ataque al corazón

Las vesículas extracelulares, mensajeros de tamaño nanométrico que viajan entre las células para entregar señales y cargamentos, son herramientas prometedoras para la próxima generación de terapias contra numerosos problemas de salud, desde enfermedades autoinmunes y neurodegenerativas hasta el cáncer y lesiones de tejidos.

Ya se demostró que las vesículas extracelulares derivadas de células madre ayudan a las células cardíacas a recuperarse después de un ataque al corazón, pero ha venido persistiendo el misterio de cómo exactamente prestan esa ayuda y si el efecto beneficioso es específico de las vesículas extracelulares derivadas de células madre.

Ahora, un nuevo estudio ha desentrañado los mecanismos potenciales subyacentes en el poder curativo de las vesículas extracelulares y ha demostrado su capacidad no solo para reactivar las células después de un ataque al corazón, sino también para mantener las células funcionando mientras están privadas de oxígeno durante un ataque al corazón.

La investigación es obra de científicos de la Escuela John A. Paulson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS, por sus siglas en inglés), entidad vinculada a la Universidad Harvard en Estados Unidos.

El equipo de Kit Parker y Moran Yadid también ha demostrado que estos viajeros intercelulares son obtenibles a partir de las células endoteliales, que revisten la superficie de los vasos sanguíneos y son más abundantes y fáciles de mantener que las células madre.

Los ataques al corazón, o infartos de miocardio, se producen cuando se bloquea el flujo de sangre al corazón. Por supuesto, la mejor manera de tratar un ataque al corazón es restablecer el flujo de sangre, pero ese proceso no es fácil de ejecutar y de hecho puede causar daños adicionales en las células del corazón.

Una solución mejor podría venir de la mano de las vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales. "Sorprendentemente, aunque estas vesículas tienen solo ciento cincuenta nanómetros de diámetro, contienen casi dos mil proteínas diferentes", destaca Yadid. "Creemos que el cóctel de moléculas y proteínas que contienen es capaz de ayudar a la célula a mantener la homeostasis, lidiar con el estrés ambiental, modificar la acción metabólica y reducir la cantidad de daños".

Vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales (en color verde) alrededor del núcleo (azul) de un cardiomiocito (rosado). (Imagen: Disease Biophysics Group / Harvard SEAS)

El equipo probó el efecto de las vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales en el tejido del corazón humano usando un modelo de corazón en un chip. Las plataformas de órgano en chip imitan, en un pequeño espacio, la estructura y la función del tejido nativo, y permiten a los investigadores observar, en tiempo real, los efectos de lesiones y tratamientos en el tejido humano. Aquí, los investigadores simularon un infarto de miocardio y una reoxigenación en chips que fueron abastecidos con vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales.

Los investigadores encontraron que en los tejidos tratados con vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales, los cardiomiocitos (células de músculo cardíaco) podían adaptarse mejor a las duras condiciones del entorno y sostener una mayor carga de trabajo. Los investigadores indujeron la lesión mediante tres horas de restricción de oxígeno seguidas por 90 minutos de reoxigenación y luego midieron el porcentaje de células muertas y la fuerza contráctil del tejido. Después de la lesión, el tejido cardíaco tratado con vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales tenía la mitad de células muertas y poseía una fuerza contráctil cuatro veces mayor, en comparación con el tejido no tratado.

El equipo de investigación también comprobó que los cardiomiocitos dañados que habían sido tratados con vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales poseían un conjunto de proteínas que era más similar al de las células no dañadas que al de las dañadas y no tratadas. Sorprendentemente, el equipo también observó que las células tratadas con vesículas extracelulares derivadas de células endoteliales continuaban contrayéndose incluso sin oxígeno. (Fuente: NCYT de Amazings)