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» » Volviendo a regenerar los vasos sanguíneos

Hace más de 30 años, un Premio Nobel fue galardonado por el descubrimiento del factor de crecimiento nervioso, desde entonces los investigadores han estado buscando formas de utilizar este factor clínicamente.

El profesor Yadong Wang, de la Universidad de Pittsburgh,  ha desarrollado un método mínimamente invasivo de entrega del factor de crecimiento para regenerar los vasos sanguíneos. Su investigación, de gran utilidad para tratar enfermedades cardíacas, la causa más común de muerte en el mundo occidental, se publica esta semana en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.

Wang es profesor en el Departamento de Bioingeniería en la Pitt's Swanson School of Engineering and the Department of Surgery en la Escuela Universitaria de Medicina. Asociado también al Instituto Pitt-UPMC McGowan de Medicina Regenerativa (MIRM). Los coautores son Johnny Huard, profesor del Departamento de Bioingeniería y la Facultad de Medicina de los Departamentos de Cirugía Ortopédica, Genética Molecular y Patología, así como del MIRM; el estudiante graduado Hunghao Chu y el becario postdoctoral Jin Gao de los departamentos de Bioingeniería y Cirugía, y Chien-Wen Chen, doctorando en la bioingeniería y cirugía.


Cuando los investigadores inyectaron el compuesto de este factor de crecimiento bajo la piel de los ratones, se vio algo sorprendente: Estaban creciendo nuevos vasos sanguíneos, y de los grandes, no sólo capilares. "Teníamos estructuras que se parecían a las arteriolas, pequeñas arterias que conducen a una red de capilares", comentaba Wang.

Además, un mes más tarde, después de una sola inyección de dicho complejo, los nuevos vasos sanguíneos seguían todavía allí.

Poderoso en pequeñas dosis

En nuestros cuerpos, los factores de crecimiento controlan muchas funciones distintas, incluyendo la proliferación celular, la migración y la diferenciación. Hay, incluso, factores de crecimiento que inhiben el crecimiento de ciertos tipos de células u originan el suicidio celular. "Son moléculas realmente potentes", añadió Wang.

Es tan poderoso que el cuerpo lo controla muy estrechamente, y rápidamente destruye todo factor de crecimiento en flotación libre. Su vida media, cuando se inyecta bajo la piel, tiene una duración de media hora más o menos, es un vida muy corta.

Teniendo en cuenta esta limitación, estudiaron la manera de utilizar el factor de crecimiento de manera eficiente. Probaron con una molécula llamada heparina, una de las moléculas que vincula el factor de crecimiento a su receptor en la superficie de la célula. Cuando la heparina se une al receptor y al factor de crecimiento, se incrementa la actividad del factor de crecimiento y lo estabiliza.

"Nuestra idea era: Vamos a utilizar la heparina tal como es, sin ninguna modificación, para estabilizar el factor de crecimiento y también presentarlo a los receptores", comenta Wang.

Sólo había un problema: si se vincula la heparina al factor de crecimiento, la sustancia resultante es soluble en agua. Cuando se inyecta en el cuerpo, el complejo se disuelve en pocos segundos. Estamos hechos principalmente de agua, después de todo.

El equipo tuvo que encontrar una manera de mantener el complejo el tiempo suficiente para que hiciera su trabajo de regeneración de los vasos sanguíneos.

El truco, descubrieron, era utilizar un policatión, una molécula con múltiples cargas positivas. La heparina tiene muchas carga negativa. Si se neutraliza con un policatión, nos sale una solución que se llama coacervado, una agrupación de diminutas gotitas de aceite. Muchos otros equipos de investigación han usado de igual manera la heparina en la entrega del factor de crecimiento, pero el laboratorio de Wang es el primero en convertir  la heparina y los complejos factores de crecimiento en coacervados.

En este primer informe usando un coacervado para la aplicación controlada del factor de crecimiento, el equipo liberó el fibroblásto de crecimiento factor-2. Esto le llevó a una amplia y persistente formación de nuevos vasos sanguíneos, y utilizaon un solo factor de crecimiento para inducir la formación de vasos sanguíneos maduros. Estas vasos fueron estabilizados por unas células especiales llamadas células murales.

Actualmente, Wang está utilizando una plataforma de entrega única para estudiar la liberación controlada de otros factores de crecimiento que se unen a la heparina: el factor de crecimiento nervioso, el factor de crecimiento endotelial vascular, el factor de crecimiento epidérmico, las proteínas morfogenéticas óseas, y muchos otros. "En todos los casos, la administración vigilada con el coacervado fue mucho más efectiva", afirma Wang.

Este complejo es altamente eficiente: Dado que la heparina y el factor de crecimiento son ambos principios activos, y la polication se añade solamente para sacarlo del agua, tanto factor de crecimiento como sea necesario entregar. "Una alta eficiencia de carga es importante porque nos permite reducir la frecuencia de las inyecciones", añadió.

El coacervado no es muy viscoso. Esto significa que "podemos utilizar una aguja tan fina como un cabello" para inyectarlo, continuó; "Así que, si se inyecta a través del tejido, el daño resulta muy pequeño." Se podría hacer a través de un catéter, un tubo largo con una aguja que pasa a su través. Y esto significaría no tener que abrir el pecho, una gran ventaja sobre la cirugía de corazón abierto.

La curación de corazón roto

Durante un ataque al corazón, el tiempo es músculo. Cuando un vaso sanguíneo bloqueado no permite suficiente oxígeno y nutrientes al corazón, el músculo muere.

"Después de un ataque al corazón, el músculo está muerto, y lo que está reemplazándolo es el tejido granular con mucho colágeno, pero no hay muchas células cardíacas músculares. Sin músculo no hay contracción", señala Wang.

Una vez que el ataque al corazón ha sucedido, el paciente generalmente tiene dos opciones: Conseguir un stent para liberar la obstrucción, o someterse a cirugía con bypass. El corazón trata de curarse a sí mismo, pero sus esfuerzos de remodelación pueden ser desastrosos, como la dilatación de los ventrículos hasta hacerlos demasiado grandes.

"Si podemos usar los factores de crecimiento para revertir ese tipo de proceso de remodelado adverso, entonces probablemente se pueda rescatar la función del corazón, que es lo más importante", apuntó Wang.

Si se inyecta en el momento apropiado, el complejo factor de crecimiento, justo después de un ataque al corazón, o unos días más tarde, podrá cambiar la forma en que el corazón se repara a sí mismo.
"Nuestra esperanza sería la de reducir la cicatriz, mantener tanto como sea posible la mayor cantidad de músculo vivo, e inducir la formación rápida de los vasos sanguíneos para llevarles nutrientes al mayor número posible, a fin de restablecer un ambiente propicio para el crecimiento muscular", explica.

Wang planéa realizar ensayos clínicos en humanos. Su equipo también utiliza un modelo de enfermedad que investiga la eficacia del tratamiento en los ataques al corazón.

También está interesado en comercializar este tratamiento y está en conversaciones con varios especilaistas y empresarios. "Este tratamiento es muy prometedor para trasladarlo del laboratorio a la clínica", concluye Wang.

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Editor del blog Pedro Donaire

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