Tecnología para la diferenciación de cardiomiocitos derivados de hESC y optimización de la integración injerto-huésped en miocardio adulto

Las terapias con células madre son muy prometedoras en el tratamiento de enfermedades cardíacas como la enfermedad coronaria o la insuficiencia cardíaca congestiva. Gracias a su capacidad para transformarse en casi cualquier tipo de tejido, las células madre injertadas pueden potencialmente reemplazar los tejidos cardíacos dañados por tejidos sanos, restaurando eficazmente las funciones originales del corazón. Si bien los estudios iniciales demostraron los beneficios potenciales de la inyección de células madre para reparar el daño cardíaco, poco dijeron a los investigadores sobre exactamente cómo se lograron mejoras en el corazón y cómo se podría mejorar la mejora. Además, existe la preocupación de que las células madre puedan afectar negativamente algunos aspectos de la función cardíaca y provocar alteraciones del ritmo cardíaco y futuros ataques.

A la luz de esto, proponemos desarrollar un modelo para estudiar la interacción detallada de las células madre y el tejido cardíaco sano en el laboratorio, donde los eventos dentro de las células y entre las células se puedan medir con precisión y se puedan realizar muchos experimentos para aumentar nuestra comprensión. , sin el uso de sujetos humanos. Específicamente, planeamos centrarnos en dos objetivos principales.

El primer objetivo es desarrollar una plataforma para comprender mejor la transición gradual que realizan las líneas de células madre a medida que maduran hasta convertirse en células cardíacas, proceso conocido como diferenciación. Registraremos la actividad eléctrica que surge de las células cardíacas recién formadas para determinar cuándo exactamente se forman y cómo se comportan en respuesta a estímulos eléctricos o fármacos a medida que maduran. Esto nos dirá más sobre el comportamiento de las células que podrían inyectarse en el corazón para que sepamos cómo responderán cuando se fusionen con el corazón y cuándo es el mejor momento para introducirlas.

El segundo objetivo, basándose en el primero, es observar cómo las células madre entran en contacto con las células del corazón, incluido cómo crecen juntas mecánicamente y cómo comienzan a comunicarse eléctricamente como un tejido reparado. Esto se llevará a cabo haciendo crecer las células madre y las células cardíacas por separado y luego permitiéndoles crecer juntas, tal como lo harían en el corazón. El registro simultáneo de la actividad eléctrica en numerosos lugares del cultivo nos permitirá mapear la actividad en todo el cultivo y evaluar la comunicación entre las células cardíacas (huésped) y las células madre (injerto).

Comprender la naturaleza microscópica de la integración de las células madre en el tejido sano conducirá a un mayor conocimiento de lo que puede suceder cuando las células madre se inyectan en el corazón y comienzan a reemplazar el tejido no funcional y a conectarse al tejido sano. Los conocimientos adquiridos con dicho modelo deberían conducir a una mejor comprensión del proceso de reparación y resaltar estrategias para hacer que las terapias basadas en células madre sean más seguras y efectivas. Este modelo también permitirá probar y desarrollar manipulaciones químicas o eléctricas que aumentarían el rendimiento y la confiabilidad del proceso de diferenciación, allanando el camino para la ampliación definitiva de las terapias con células madre para uso clínico.