Científicos del MIT desarrollan un dispositivo flexible que administra medicamentos en diferentes momentos para regenerar el tejido cardíaco dañado.
Cada año, millones de personas sufren infartos de miocardio y, aunque sobreviven gracias a cirugías y tratamientos farmacológicos, muchos quedan con secuelas permanentes.
El corazón humano carece de la capacidad de regenerar su propio tejido después de un ataque cardíaco, lo que representa uno de los mayores desafíos de la medicina cardiovascular moderna.
Ahora, un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha creado una solución innovadora: un parche flexible que se coloca directamente sobre el corazón dañado y libera medicamentos de forma programada para promover la curación.
Los resultados, publicados en la revista Cell Biomaterials, muestran que este dispositivo podría cambiar radicalmente el pronóstico de los pacientes cardíacos.
A diferencia de los tratamientos convencionales que liberan medicamentos de una sola vez, este parche está diseñado para administrar tres fármacos diferentes en momentos estratégicos durante las dos semanas posteriores al infarto.
El primer medicamento, neuregulina-1, se libera entre los días 1 y 3 para prevenir la muerte de las células cardíacas. Entre los días 7 y 9, el parche libera VEGF, un factor de crecimiento que estimula la formación de nuevos vasos sanguíneos alrededor del corazón.
Finalmente, entre los días 12 y 14, se libera GW788388, un compuesto que inhibe la formación de tejido cicatricial.
"Cuando alguien sufre un ataque cardíaco grave, el tejido cardíaco dañado no se regenera de manera efectiva, lo que lleva a una pérdida permanente de la función cardíaca", explica Ana Jaklenec, investigadora principal del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT. "Nuestro objetivo es restaurar esa función y ayudar a las personas a recuperar un corazón más fuerte y resistente después de un infarto de miocardio".
El secreto del parche reside en diminutas cápsulas de administración de fármacos desarrolladas previamente por el equipo. Estas micropartículas, fabricadas con un polímero llamado PLGA, funcionan como pequeñas tazas de café con tapas que se pueden sellar con medicamentos en su interior.
Al modificar el peso molecular de los polímeros que forman las tapas, los científicos pueden controlar cuándo se degradan y, por tanto, programar exactamente el momento en que liberarán su contenido. Estas partículas están incrustadas en láminas delgadas de un hidrogel flexible y biocompatible, similar a una lente de contacto, hecho de alginato y PEGDA.
En pruebas realizadas con ratas que habían sufrido infartos, el parche demostró resultados extraordinarios. Los animales tratados mostraron:
Una tasa de supervivencia 33% mayor
Una reducción del 50% en la cantidad de tejido cardíaco dañado
Un aumento significativo en el gasto cardíaco
Mejor formación de vasos sanguíneos y menor fibrosis
Los investigadores también probaron el dispositivo en esferas de tejido cardíaco humano generadas en laboratorio, exponiéndolas a condiciones de bajo oxígeno que imitan un infarto. Los parches promovieron el crecimiento de vasos sanguíneos, aumentaron la supervivencia celular y redujeron la fibrosis.
El parche está diseñado para aplicarse durante las cirugías de bypass coronario, que muchos pacientes requieren después de un infarto. Mientras que estas operaciones mejoran el flujo sanguíneo al corazón, no reparan el tejido dañado. El nuevo dispositivo podría ofrecer ambos beneficios simultáneamente.
"Queríamos ver si es posible administrar 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", señala Jaklenec.
Una ventaja adicional es que los parches se disuelven gradualmente en el cuerpo. Los estudios mostraron que después de un año se convierten en una capa extremadamente fina sin afectar la función mecánica del corazón.
