Así es como se crean las arterias de laboratorio para tratar a los pacientes y probar medicamentos.

La enfermedad cardiovascular es una de las principales causas de muerte a nivel mundial. Una de las más comunes es la arteriosclerosis, que es cuando el colesterol se acumula en el revestimiento de las arterias hasta que se forma lo que se llama «placa aterosclerótica». A medida que crece, el diámetro de las arterias se estrecha, lo que dificulta que la sangre fluya a través de ellas. Esto, en última instancia, conduce a isquemia en los órganos y tejidos. La isquemia miocardica es uno de los más comunes: las células del corazón mueren porque no reciben suficiente oxígeno debido a la reducción del flujo sanguíneo.

Los tratamientos más comunes para la arteriosclerosis incluyen el uso de «stents» o cirugía para derivación.

Los stents son mallas de forma tubular que se insertan en la arteria y se expanden para reabrir el flujo sanguíneo. Uno de los principales problemas es que al insertarlos puede dañar la capa interna de las células, llamadas células endoteliales, que aumentan la riesgo de formación de trombos. Además, este daño puede acabar activando la proliferación de otro tipo celular en la capa media de los vasos sanguíneos, las células del músculo liso. Su proliferación puede aumentar el grosor de la pared arterial y volver a reducir el flujo sanguíneo, proceso conocido como reestenosis.

Esto conduce a otro tratamiento que consiste en Reemplazo de la arteria con otro tipo de vaso sanguíneo autólogo. del propio paciente, como la vena safena, la arteria mamaria o la arteria radial. Incluso así no siempre es posible sustituir por vasos sanguíneos autólogos debido a la propia enfermedad del paciente que afecta a todos los vasos, o porque se han utilizado previamente.

Así, una de las alternativas que se ha estudiado en los últimos años ha sido la desarrollo de arterias in vitro para usar como alternativa a los vasos sanguíneos autólogos para la cirugía de derivación.

Desarrollo in vitro de arterias

Uno de los principales objetivos del desarrollo de una arteria in vitro (realizado en el laboratorio) es reproducir la estructura nativa. Las arterias están formadas por tres sombreros (de adentro hacia afuera): la túnica íntima, formada por una monocapa de células endoteliales; la capa intermedia, formada por células musculares lisas; y la túnica adventicia, formada por fibroblastos y tejido conectivo. Entre ellos, la túnica íntima y media son las capas funcionales.

En la literatura científica, varios métodos Ser capaz de desarrollar arterias in vitro, muchas de las cuales requieren múltiples pasos y largos períodos de tiempo.

En el Instituto de Tecnología de Bioingeniería (BIT) de la Universidad Internacional de Cataluña (UIC) se ha desarrollado un método para desarrollar estructuras tubulares de doble capa 3D reproducir la estructura nativa de una arteria en un solo paso. La metodología utilizada se basa en la extrusión y permite que los vasos sanguíneos crezcan más rápido que con otros métodos.

Estas estructuras han permitido introducir células vasculares específicas se encuentran en las arterias: células endoteliales en la capa interna y células de músculo liso en la capa externa. Además, estas células pudieron alinear lo mismo harían esto en un vaso sanguíneo nativo sin tener que aplicar un estímulo de infusión.

La alineación concéntrica de las células del músculo liso es particularmente importante porque esta conformación facilita la vasoconstricción y la vasodilatación, procesos importantes en la regulación de la presión arterial. Estos resultados fueron publicados recientemente en la revista Biofabricación.

El siguiente paso del proyecto fue introducir estas estructuras en una cámara de perfusión conectada a un circuito que permitiera introducir el flujo a través de los vasos, para simular las condiciones fisiológicas en las que se encuentran las arterias. la estímulo de infusión es importante para estas estructuras madurar y adquirir características. Los resultados preliminares indican que tienen cierto grado de contracción y expansión, lo que indica cierto grado de funcionalidad.

Aplicaciones futuras

Una de las aplicaciones del desarrollo de vasos sanguíneos por ingeniería tisular es tratar ciertas enfermedades cardiovasculares como arteriosclerosis y aneurismas (arterias dilatadas). Su desarrollo también atrajo la atención para ser utilizado como modelos vasculares y para probar drogas.

Algunos medicamentos de quimioterapia pueden tener efectos secundarios que induzcan daño vascular, suprimiendo determinadas funcionalidades e induciendo el desarrollo de enfermedades cardiovasculares.

El desarrollo in vitro de estas estructuras podría utilizarse para prueba algunos medicamentos sí comprobar si inducen estos efectos secundarios dañinos en el sistema vascular.

Otra aplicación sería utilizar las propias células del paciente con enfermedad vascular genética para poder seguir estudiando a nivel molecular cómo se desarrolla la enfermedad en cuestión y probar fármacos para su tratamiento. Esto último se aplicaría principalmente a la medicina personalizada.

Èlia Bosch Rué, profesora del grado de Bioingeniería e investigadora postdoctoral de la Universidad Internacional de Cataluña.

Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. Lea el original.