Investigadores australianos han desarrollado sofisticados tejidos cardíacos cultivados en laboratorio que maduran hasta imitar de cerca los corazones humanos adultos. Una oportunidad sin precedentes para estudiar y desarrollar tratamientos de enfermedades cardíacas genéticas que afectan a los niños.
Un equipo de científicos australianos ha desarrollado «mini-corazones» en el laboratorio que se comportan de manera muy similar a un corazón humano adulto. Estos organoides cardíacos, creados a partir de células madre, superan uno de los mayores obstáculos de la investigación cardíaca: la inmadurez de los modelos de laboratorio anteriores, abriendo nuevas puertas para entender enfermedades del corazón y descubrir tratamientos más eficaces.
Durante años, los científicos han podido crear tejido cardíaco a partir de células madre, pero este tejido se parecía más al de un feto que al de un adulto. Era débil, latía demasiado rápido y no respondía a los fármacos de la misma manera que un corazón maduro. Esto limitaba su utilidad para probar la seguridad de nuevos medicamentos o para estudiar enfermedades cardíacas que se desarrollan en la edad adulta.
A pesar de intentar diversas técnicas como el cultivo prolongado, la estimulación eléctrica o la nutrición especializada, conseguir que este tejido «madurara» por completo seguía siendo un desafío.
«Receta» para la maduración
Los investigadores, que publican sus resultados en la revista Nature Cardiovascular Research, descubrieron una combinación de estímulos que actúa como un programa de entrenamiento intensivo para las células cardíacas. Identificaron que la activación temporal de dos proteínas clave, conocidas como AMPK y ERR, era fundamental para impulsar la maduración. Su nuevo protocolo consiste en un tratamiento corto con dos moléculas que activan estas vías en un momento preciso del desarrollo de los organoides.
Este método, que llamaron «protocolo de maduración dirigida» (DM), logró que los mini-corazones (DM-hCOs) mostraran características de un corazón adulto: su ritmo cardíaco se redujo, su fuerza de contracción aumentó y sus células desarrollaron las estructuras internas típicas de un músculo cardíaco maduro.
Estos organoides cardíacos no solo son células musculares, sino que recrean la compleja mezcla de diferentes tipos de células que se encuentran en un corazón real, incluyendo células de vasos sanguíneos, fibroblastos (que dan estructura) y otras células de soporte. Esto es crucial, ya que muchas enfermedades cardíacas involucran la interacción entre estos distintos tipos de células.
Tres posibilidades
Una de las principales características de estos mini-corazones es su etructura y función avanzadas: las células musculares de estos organoides muestran una organización interna muy similar a la del corazón adulto, lo que les permite contraerse con más fuerza y de manera más coordinada.
Asimismo, disponen de un metabolismo de adulto: adoptan un sistema de producción de energía basado en grasas, que es característico del corazón adulto, en lugar del metabolismo basado en azúcares de los tejidos fetales. Esto los hace más eficientes y resistentes.
Por último, estos organoides presentan un ritmo cardíaco estable: a diferencia de los modelos inmaduros que laten de forma espontánea y rápida, estos mini-corazones tienen un ritmo más estable y lento, lo que permite estudiar con mayor precisión las arritmias.
Referencia
Maturation of human cardiac organoids enables complex disease modeling and drug discovery. Mark W. Pocock et al. Nature Cardiovascular Research (2025)
Aplicaciones prácticas
La verdadera importancia de este avance radica en sus aplicaciones prácticas, especialmente para enfermedades cardíacas genéticas que afectan a los niños.
Los investigadores demostraron que estos mini-corazones son una plataforma fiable para probar la seguridad de los fármacos: responden a una amplia gama de medicamentos para el corazón de la misma manera que lo haría un corazón humano. Los investigadores pudieron diferenciar claramente los fármacos de alto riesgo que pueden causar arritmias de los que son seguros. Esto podría hacer que las pruebas de toxicidad de nuevos medicamentos sean mucho más rápidas y precisas, además de seguras.
También comprobaron que pueden modelar enfermedades genéticas: el equipo utilizó los mini-corazones para estudiar una miocardiopatía causada por una mutación en un gen llamado DSP. Los organoides creados con células de un paciente con esta mutación mostraron los mismos problemas que se observan en los pacientes reales, como rigidez y fibrosis (cicatrización del tejido).
Por último, pueden descubrir nuevos tratamientos: al probar diferentes compuestos en los mini-corazones «enfermos», los científicos descubrieron que un fármaco experimental (INCB054329) era capaz de corregir la disfunción y mejorar la capacidad de relajación del tejido. Este hallazgo sugiere una nueva vía terapéutica para esta enfermedad cardíaca específica.
