El corazón tiene una peculiar organización con múltiples capas musculares alineadas helicoidalmente en diferentes ángulos, lo que desafía a los humanos a crear un corazón artificial completamente funcional debido a la incapacidad, de las técnicas usadas en la actualidad, de recreación de dichas capas.
Pero ahora, un equipo interdisciplinario de investigadores de Harvard University ha deslumbrado al mundo con una técnica nueva y más avanzada para la creación de estructuras que se asemejan al esqueleto fibroso, es decir, la matriz extracelular del corazón.
Su experimento fue publicado en la revista Science, donde detalladamente se ha explicado el funcionamiento y la potencialidad que tiene este método para la creación de estructuras cardíacas, otorgándole la capacidad de superar las limitaciones de las técnicas anteriores.
El sistema de producción, denominado “Hilado mediante Flujo de Aire Rotatorio” (Focused Rotary Jet Spinning), es similar al proceso de fabricación de algodón de azúcar de los feriantes. Los investigadores inyectan fibras de polímero por medio de un motor de alta velocidad partiendo de un tanque donde se encuentra este material en estado líquido.
A medida que el polímero sale del tanque a través de una pequeña abertura, se endurece en fibras debido a la evaporación del solvente. Un potente flujo de aire direccional le permite controlar las fibras que escapan y se depositan en un colector. De esta manera, la producción de fibra se puede alinear y controlar en ambos planos, vertical y horizontal.
Con este método, los investigadores podrían controlar varios parámetros de las fibras miocárdicas, como el diámetro (micrométrico o nanométrico), la alineación y la distribución en 3D. Además, es posible simular la organización helicoidal de dichas fibras a través del giramiento del colector y del cambio de su ángulo, mientras estas se depositan.
Para verificar el potencial de este procedimiento, por una parte, los autores crearon muestras de tejido de varios tamaños y complejidad, así como diferentes estructuras cardíacas: desde el esqueleto fibroso del corazón humano, de tamaño real, hasta una estructura ventricular de una sola capa de corazón de gato, humano, ballena enana y rata.
Por otra parte, originaron estructuras complejas ventriculares con tres capas para mostrar con qué precisión este método puede alinear fibras y organizarlas en 3D.
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Los ventrículos junto a los cardiomiocitos en disposición helicoidal y contrayéndose representaban, en parte, a los movimientos de torsión del corazón humano. Por otro lado, la función de los ventrículos organizados de manera helicoidal era mejor que aquellos con alineación circunferencial, respecto a la capacidad que tienen a la hora de contraerse y bombear.
Esta nueva técnica abre puertas a la ingeniería de tejidos cardíacos, lo que brindaría otra oportunidad para crear rápidamente formas diseñadas para células cardíacas pero teniendo la ventaja de poder supeditar su ubicación con mayor precisión.
También, se puede utilizar este método de hilado para entender cómo la organización en forma helicoidal de las fibras miocárdicas determina su función contráctil y, a su vez, conduciría a modelos que podrían proporcionar mejor información sobre lo que sucede cuando se desarrollan ciertas malformaciones o lesiones que cambian la estructura del corazón.
Además, podría ser útil asimismo a la hora de fabricar muchos otros tejidos donde la adaptación estructural es fundamental, como en el caso de vasos sanguíneos o cartílagos.
