Crean un parche que libera fármacos para reparar el corazón tras un infarto

Ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT)1 han desarrollado un novedoso parche específicamente diseñado para liberar medicamentos –de forma secuencial y de acuerdo con un calendario programado previamente– que pueden favorecer la regeneración de los tejidos cardíacos y el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos tras sufrir un infarto.

Se trata de un parche flexible que se coloca directamente sobre el corazón después de un ataque cardíaco y cuando este tratamiento se ha probado en ensayos con ratas ha conseguido reducir a la mitad el tejido dañado y mejorar significativamente la función cardíaca. Los investigadores afirman que si se llega a aprobar su uso en humanos este tipo de parche podría permitir a los pacientes recuperar una mayor parte de la capacidad cardíaca perdida tras un infarto. Los resultados se han publicado en la revista Cell Biomaterials2.

“Cuando alguien sufre un infarto grave, el tejido cardíaco dañado no se regenera eficazmente, lo que conlleva una pérdida permanente de la función cardíaca. El tejido dañado no se recupera”, afirma Ana Jaklenec, investigadora principal del Instituto Koch de Investigación Integral del Cáncer del MIT, en una nota publicada por este centro. “Nuestro objetivo es restaurar esa función y ayudar a las personas a recuperar un corazón más fuerte y resistente tras un infarto de miocardio”, añade.

Después de un infarto, muchos pacientes se someten a una cirugía de bypass para mejorar el flujo sanguíneo, pero esta no repara el tejido cardíaco dañado. El equipo del MIT buscaba un parche que se pudiera aplicar durante esta intervención y fuera capaz de liberar medicamentos de forma controlada a lo largo del tiempo para estimular la regeneración.

En lugar de liberar todos los compuestos de una vez, este sistema permite una liberación escalonada, más sincronizada con las fases naturales del proceso de curación. “Queríamos ver si es posible aplicar una intervención terapéutica orquestada con precisión para ayudar a curar el corazón, justo en el lugar del daño, mientras el cirujano ya está realizando una cirugía a corazón abierto”, dice Jaklenec”.

Una terapia que mejora la función cardíaca y la supervivencia

Los investigadores adaptaron microcápsulas de liberación controlada que habían desarrollado previamente. Estas diminutas cápsulas, fabricadas con un polímero llamado PLGA, actúan como pequeños “vasos” que contienen el fármaco en su interior. Al modificar el peso molecular del polímero, pueden controlar el ritmo de degradación y, por tanto, el momento en que se libera el medicamento. Para realizar este experimento, diseñaron partículas que se desintegran en tres fases: entre los días 1 y 3, entre los días 7 y 9 y entre los días 12 y 14 tras la implantación.

En cada etapa se libera un compuesto diferente con una función específica: primero neuregulina-1, que previene la muerte celular; a continuación, VEGF, un factor de crecimiento que fomenta la formación de vasos sanguíneos; y, por último, GW788388, una molécula que inhibe la formación de tejido cicatricial. “Cuando se regenera un tejido, sigue una serie de pasos cuidadosamente cronometrados”, dice Jaklenec. “El Dr. Wang creó un sistema que suministra componentes clave en el momento preciso, en la secuencia que el cuerpo utiliza naturalmente para sanar”.

La tasa de supervivencia aumentó un 33%, el tejido dañado se redujo un 50% y el rendimiento del corazón mejoró de forma significativa en comparación con otros tratamientos

Las microcápsulas se integran en láminas finas de hidrogel, similar al material de una lente de contacto, compuesto por alginato y PEGDA, polímeros biocompatibles que se degradan con el tiempo. Para el estudio, se fabricaron parches de apenas unos milímetros de tamaño. “Encapsulamos las partículas en el hidrogel y lo implantamos quirúrgicamente sobre el corazón. De este modo, el tratamiento queda literalmente programado dentro del material”, detalla Wang.

Los investigadores probaron los parches en esferas de tejido cardíaco generadas a partir de células madre pluripotentes inducidas. Estas esferas se sometieron a condiciones de bajo oxígeno para simular un infarto, y los resultados mostraron un aumento en la formación de vasos, una mayor supervivencia celular y menos fibrosis.

En pruebas con ratas, el parche produjo mejoras notables: la tasa de supervivencia aumentó un 33%, el tejido dañado se redujo un 50% y el rendimiento del corazón mejoró de forma significativa en comparación con otros tratamientos. Con el tiempo, los parches se disolvían por completo, dejando una fina capa que no afectaba la función mecánica del corazón. “Combinar la liberación controlada de fármacos con biomateriales abre nuevas vías para terapias cardíacas más eficaces”, afirma Langer.

De los medicamentos utilizados, neuregulina-1 y VEGF ya han sido probados en ensayos clínicos, mientras que GW788388 solo se ha estudiado en modelos animales. El siguiente paso será evaluar el parche en animales de mayor tamaño y, eventualmente, en ensayos clínicos. Actualmente, el dispositivo se debe implantar quirúrgicamente, pero el equipo trabaja en una versión que podría incorporarse a stents insertados en las arterias, capaces de liberar los fármacos según un calendario programado.