Arterias construidas biológicamente a partir de células adultas
(NC&T) El logro es obra de un grupo de investigadores del Centro Médico de la Universidad de Duke y de la Escuela Pratt de Ingeniería.
Los resultados de estos experimentos abren un camino para un enfoque que podría ser clínicamente aplicable dentro de cinco a diez años. Los primeros en beneficiarse de tales arterias creadas por bioingeniería, podrían ser, según la investigadora principal Laura Niklason, pacientes mayores con enfermedad cardiovascular.
En 1999, Niklason demostró que podía hacer crecer nuevos vasos sanguíneos en modelos animales usando un nuevo biorreactor desarrollado por ella que imita el ambiente fetal. Cuando se implantaron en los animales, esos vasos funcionaron como arterias naturales. A diferencia de las células de estos experimentos, sin embargo, las células arteriales humanas no poseen los suficientes ciclos de vida para crecer y formar arterias funcionales.
En colaboración con un investigador del cáncer en la Universidad de Duke, el Dr. Christopher Counter, un experto en telómeros, Niklason superó esta barrera. Cada vez que una célula se divide, los extremos de sus cromosomas, o telómeros, se erosionan hasta que se vuelven tan cortos que la célula recibe una señal para parar de crecer. Counter había clonado previamente el componente hTERT de la enzima telomerasa, que protege a los telómeros del acortamiento. Y mostró cómo la expresión del gen hTERT permitía que algunas células humanas continuaran dividiéndose indefinidamente, haciéndolas de hecho inmortales.
 | | Laura Niklason (Foto: Duke University) |
Usando células arteriales de un niño de dos años, el grupo de la Universidad de Duke informó en el 2003 que cuando el gen hTERT era introducido en células de músculo liso, componentes importantes de una arteria, su período de vida era prolongado lo suficiente como para formar arterias en el laboratorio.
En los últimos experimentos, los investigadores tomaron células de la vena safena de cuatro hombres con edades situadas entre los 47 y 74 años, que estaban siendo sometidos a una cirugía de desvío (bypass) de la arteria coronaria. La vena safena se encuentra en la parte baja de la pierna y se usa a menudo para hacer desvíos respecto a obstáculos en las arterias que rodean al corazón. El equipo aisló células endoteliales y de músculo liso, las hizo crecer en cultivo y las trató con hTERT.
Para crear nuevas arterias, los investigadores elaboraron un tubo a partir de una hoja delgada de un polímero biodegradable que contenía un 97 por ciento de aire, muy similar a una esponja. Las células de músculo liso tratadas eran impregnadas entonces por todo el tubo. El biorreactor impulsaba una solución de vitaminas y nutrientes por dentro y por fuera del tubo, aproximándose tanto como fuera posible a las condiciones que existen en la naturaleza.
Una vez que las células de músculo liso proliferaron y llenaron todos los espacios dentro del andamiaje de polímero en disolución, los investigadores añadieron células endoteliales, que recubren el interior de los vasos sanguíneos, para completar la arteria. Los vasos crecieron durante siete semanas.
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