Desarrollo de células marcapasos cardíacos derivadas de células madre embrionarias humanas neuroacopladas.

La función cardíaca óptima depende de un sistema de conducción cardíaca (CCS) adecuadamente coordinado. El CCS es un grupo de células especializadas responsables de generar el ritmo cardíaco y conducir estas señales de manera eficiente al miocardio en funcionamiento. Este CCS especializado incluye el nódulo sinoauricular, el nódulo auriculoventricular y el sistema His-Purkinje. Estas células marcapasos/conductoras especializadas tienen propiedades diferentes a las de los miocitos circundantes responsables de la fuerza contráctil. Los defectos genéticos o el daño posnatal por enfermedades o procesos de envejecimiento de estas células darían como resultado una generación de pulso alterada (disfunción del nódulo sinusal, SND) o su propagación (bloqueo cardíaco). La implantación de un marcapasos cardíaco electrónico es necesaria en caso de bradicardia intolerante para restaurar el ritmo cardíaco. Sin embargo, el marcapasos electrónico implantable tiene múltiples riesgos asociados (por ejemplo, infecciones) y requiere cambios frecuentes del generador debido a la duración limitada de la batería. La disfunción del nódulo sinusal es una anomalía generalizada de la formación del impulso cardíaco y representa más del 30 por ciento de las colocaciones de marcapasos permanentes en Estados Unidos. Una terapia perfecta para SND será reparar o reemplazar el nódulo sinusal defectuoso mediante métodos celulares o genéticos. Muchos estudios recientes han demostrado, a modo de prueba de concepto, la posibilidad de generar un marcapasos biológico mediante la implantación de varios tipos de células madre o progenitoras en el miocardio ventricular para formar un foco generador de impulsos. Sin embargo, un marcapasos biológico perfecto requerirá buenas conexiones con la red neuronal intrínseca para lograr respuestas fisiológicas adecuadas. El esclarecimiento de los factores que controlan la evolución de las células marcapasos y su interacción con las células precursoras neuronales periféricas (células de la cresta neural, NCC) será fundamental para crear un marcapasos biológico adaptativo. Se ha demostrado que las NCC son contiguas al sistema de conducción en desarrollo en los corazones embrionarios de los humanos. Sin embargo, la influencia y la interacción de las NCC con las células marcapasos cardíacas en desarrollo aún no están claras. Además, no existe un marcador simple para identificar las células marcapasos y el registro electrofisiológico (EP) es el único método fisiológico para rastrear la evolución de las células marcapasos cardíacas a partir de células madre embrionarias humanas (hESC). Hemos obtenido con éxito las propiedades EP de los primeros cardiomiocitos derivados de hESC. Proponemos aquí un sistema de cocultivo in vitro para estudiar el destino de las células marcapasos evolucionadas a partir de hESC e investigar la influencia de las NCC en los primeros miocitos cardíacos comprometidos derivados de hESC. Un estudio de este tipo proporcionará información sobre el desarrollo de células marcapasos y sobre los mecanismos de interacción neurocardíaca temprana. Los resultados del estudio propuesto pueden sugerir estrategias para desarrollar marcapasos cardíacos eficientes y neuroacoplados a partir de ESC. Estas células marcapasos biológicas neuroacopladas podrían algún día usarse clínicamente para reemplazar la necesidad de implantar un marcapasos electrónico para el tratamiento de la bradicardia intolerante.