El corazón no late por sí solo; su funcionamiento es controlado por un diminuto grupo de células en la aurícula derecha llamado nodo sinoauricular. Este centro genera los impulsos eléctricos que obligan al órgano a contraerse a un ritmo estrictamente definido. Si este nodo falla, el paciente se enfrenta a una arritmia que pone en riesgo su vida. Hasta ahora, el marcapasos metálico ha sido la única salvación fiable ante este problema. No obstante, ¿sería posible recrear este complejo mecanismo a partir de células vivas?
Un equipo de investigadores del Instituto de Bioquímica y Biología Celular de Shanghái ha dado un paso crucial en esta dirección. Mediante el uso de células madre pluripotentes humanas, los científicos han cultivado por primera vez en una placa de Petri no solo un tejido pulsante, sino un organoide tridimensional completo del nodo sinoauricular. Los resultados de su trabajo, publicados en la revista Cell Stem Cell, describen la creación de lo que han denominado un marcapasos biológico.
El mayor desafío no consistía simplemente en lograr que las células se contrajeran. ¿Cómo se puede conseguir que estas células obedezcan las instrucciones del sistema nervioso? En un organismo vivo, la frecuencia cardíaca se ajusta constantemente mediante señales enviadas desde el cerebro. Para imitar este proceso, los biólogos de Shanghái integraron el organoide marcapasos con un plexo ganglionar cultivado, caracterizado por su alta densidad neuronal.
El experimento resultó un éxito: las fibras nerviosas crecieron de forma autónoma hacia el interior del nodo artificial y empezaron a regular la frecuencia de sus latidos mediante señales moleculares, replicando a la perfección el mecanismo biológico natural.
¿Cuál fue el motivo de los científicos para realizar un ensamblaje tan minucioso? Estudiar los trastornos del ritmo en ratones es ineficaz debido a que su corazón late demasiado rápido, y obtener muestras de un nodo sinoauricular humano vivo es prácticamente imposible por razones obvias. Este nuevo modelo tripartito de nervio, nodo y aurícula permitió a los investigadores recrear una arritmia genética directamente en el laboratorio. Tras introducir una mutación específica, observaron una ralentización del ritmo y, posteriormente, probaron con éxito bloqueadores de los canales de potasio que normalizaron el pulso.
¿Significa esto que la era de los dispositivos de titanio bajo la piel ha llegado a su fin? Por el momento, no. Antes de que estas estructuras biológicas puedan implantarse en pacientes reales, quedan por resolver numerosos problemas de seguridad, desde la viabilidad celular a largo plazo hasta la prevención del rechazo inmunológico. A pesar de ello, los cimientos tecnológicos ya están asentados. Esta plataforma permite actualmente a la industria farmacéutica testar nuevos fármacos contra la arritmia en tejido humano real, acercándonos significativamente a la medicina personalizada del futuro.
