El músculo cardíaco se regenera después de un infarto — confirmado en humanos por primera vez

Un infarto destruye, en promedio, aproximadamente un tercio de las células musculares en las cavidades afectadas. Esa pérdida siempre se consideró permanente. Se pensaba que el músculo cardíaco, a diferencia del hígado o la piel, no tenía capacidad alguna para reemplazar lo que una lesión grave se lleva. La cicatrización que se forma sobre el tejido dañado del corazón era el capítulo final de la historia.

Resulta que hay otro capítulo. Investigadores de la Universidad de Sídney, trabajando con tejido cardíaco vivo extraído de pacientes durante una cirugía de bypass, han confirmado lo que solo se había visto en ratones: después de un infarto, el corazón humano comienza a producir nuevas células musculares.

El hallazgo no significa que el corazón se cure solo. La respuesta regenerativa es demasiado pequeña para compensar la magnitud del daño. Pero demostrar que la capacidad existe cambia lo que los investigadores pueden atacar — y abre la posibilidad de que una terapia pueda algún día amplificar lo que el corazón ya intenta hacer.

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Cómo lo midieron

La dificultad de estudiar el tejido cardíaco humano siempre ha sido un problema de tiempo. Para cuando una muestra post mórtem llega a un laboratorio, las señales moleculares de la división celular activa se han disipado en gran medida. El Dr. Robert Hume, primer autor del estudio e investigador del Instituto Baird de Investigación Aplicada del Corazón y los Pulmones, ayudó a resolver esto desarrollando un método de muestreo que recolecta tejido de pacientes vivos.

Pacientes que dieron su consentimiento y se sometían a cirugía de bypass en el Hospital Real Príncipe Alfredo de Sídney aceptaron que se les tomaran pequeñas muestras de tejido tanto de áreas dañadas como no dañadas de sus corazones durante el procedimiento. Las muestras se preservaron en menos de quince minutos usando nitrógeno líquido, lo que fijó la actividad biológica en su lugar. Ese nivel de fidelidad, imposible con material post mórtem, permitió al equipo detectar lo que estudios anteriores habían pasado por alto: un aumento estadísticamente significativo en la mitosis de cardiomiocitos — el proceso mediante el cual las células musculares se dividen y reproducen — en los corazones de pacientes que habían sufrido infartos.

«Pudimos demostrar un aumento estadísticamente significativo en la mitosis de cardiomiocitos en corazones humanos infartados», señaló el Dr. Hume. Los científicos ya habían observado el mismo efecto en ratones. Esta es la primera vez que se documenta directamente en tejido humano.

Qué destruyen realmente los infartos

La magnitud del problema explica por qué este hallazgo importa aunque la señal regenerativa sea modesta. Un infarto grave puede eliminar hasta mil millones de cardiomiocitos — células de las que el corazón depende para latir y coordinar el ritmo entre las cavidades. El músculo que sobrevive tiene que compensar, a menudo estirándose. Con los años, esa compensación falla. El corazón se agranda, se debilita y su capacidad de bombear sangre al resto del cuerpo disminuye.

Ese punto final es la insuficiencia cardíaca, y no tiene una solución sencilla. Solo en Australia, aproximadamente 144.000 personas viven con esta afección. El trasplante es actualmente el único tratamiento definitivo, y el país realiza alrededor de 115 procedimientos de este tipo cada año. La brecha entre la necesidad y la oferta no se puede cerrar solo con cirugía.

La enfermedad cardiovascular sigue siendo la principal causa de muerte en el mundo. Cualquier terapia que cambie las probabilidades después de un infarto — aunque sea modestamente — llegaría a una población de decenas de millones.

Por qué esto no resuelve la cuestión

La respuesta regenerativa natural del corazón, según se entiende actualmente, no puede seguir el ritmo de la lesión que la desencadena. La muerte celular causada por un infarto mayor supera con creces la cantidad de nuevos cardiomiocitos que el corazón genera como respuesta. El Dr. Hume lo reconoció directamente: la respuesta regenerativa, aunque real, no es suficiente para evitar que el corazón quede cicatrizado.

También hay una cuestión de mecanismo que el campo no ha resuelto del todo. Investigaciones relacionadas en corazones humanos con insuficiencia han encontrado que muchos de los eventos de replicación del ADN en los cardiomiocitos implican poliploidización — células que acumulan copias extra de su genoma sin dividirse realmente — y multinucleación, en lugar de una división mitótica estándar. Separar la proliferación genuina de estos procesos relacionados pero distintos es parte del desafío técnico que el modelo de tejido vivo del equipo de Sídney ahora está en condiciones de abordar.

La investigación también se basó en una población de pacientes específica — personas que ya se sometían a cirugía de bypass — que quizás no representan todo el espectro de pacientes con infarto. Se necesitarán estudios más amplios y diversos para entender con qué consistencia aparece esta señal regenerativa y si difiere en pacientes más jóvenes, aquellos con diferentes tamaños de infarto o los tratados de forma temprana frente a tardía.

Lo que sugieren las proteínas a continuación

El equipo también identificó varias proteínas en el tejido humano que previamente se habían vinculado con la regeneración cardíaca en ratones. Esas proteínas ofrecen la pista más concreta y temprana para el desarrollo de terapias. Si son los interruptores moleculares que activan la división de cardiomiocitos en respuesta a una lesión, se convierten en objetivos — cosas que un fármaco podría activar o amplificar.

El profesor Sean Lal, autor principal del estudio y cardiólogo especialista en insuficiencia cardíaca del Hospital Real Príncipe Alfredo, describió hacia lo que el equipo está trabajando: «En última instancia, el objetivo es usar este descubrimiento para crear nuevas células cardíacas que puedan revertir la insuficiencia cardíaca. El uso de modelos de tejido cardíaco humano vivo en nuestro trabajo significa que tendremos datos más precisos y fiables para desarrollar nuevas terapias contra las enfermedades del corazón».

El modelo de tejido vivo es en sí mismo ahora una herramienta de investigación independiente de este resultado único. Debido a que preserva el estado molecular del corazón en el momento de la cirugía, se puede usar para probar compuestos que podrían impulsar la división celular — sin necesidad de que otra persona sufra un infarto primero.

Preguntas frecuentes sobre la regeneración cardíaca

¿Puede el corazón humano repararse solo después de un infarto?

El corazón tiene una capacidad limitada y natural de producir nuevas células musculares después de un infarto, como confirma este estudio por primera vez en tejido humano. La regeneración ocurre mediante mitosis de cardiomiocitos — división celular. La cantidad de células nuevas producidas es demasiado pequeña para reemplazar el músculo perdido durante un infarto mayor, por lo que la respuesta de reparación del corazón existe pero es funcionalmente insuficiente por sí sola.

¿Por qué los médicos no pueden arreglar ya la insuficiencia cardíaca?

La insuficiencia cardíaca es el resultado de una pérdida muscular irreversible: el corazón compensa las áreas debilitadas trabajando más, lo que eventualmente falla. Un trasplante de corazón es la única cura, y el suministro de órganos donantes es extremadamente limitado. Aproximadamente 144.000 australianos viven con insuficiencia cardíaca frente a unos 115 trasplantes realizados cada año. La brecha entre pacientes y órganos disponibles impulsa la búsqueda de terapias que puedan regenerar el músculo dañado.

¿Qué hizo este estudio de manera diferente a investigaciones anteriores?

Estudios previos de regeneración cardíaca usaban tejido post mórtem. Para cuando esas muestras llegan a un laboratorio, las señales moleculares de la división celular se han desvanecido. El equipo de Sídney recolectó tejido de pacientes vivos durante una cirugía de bypass y lo preservó en menos de quince minutos usando nitrógeno líquido. Ese enfoque capturó procesos biológicos activos que el muestreo post mórtem no detecta — incluida la señal de división celular que es el hallazgo central del estudio.

¿Cuánto falta para que haya un tratamiento disponible?

Todavía no existe un tratamiento clínico basado en este hallazgo. El equipo ha identificado proteínas que podrían regular la división de cardiomiocitos, y estas son ahora objetivos para el desarrollo de fármacos. La importancia de este trabajo es que abre una dirección terapéutica que antes se consideraba cerrada: el corazón humano adulto puede producir nuevo músculo, y los investigadores ahora tienen una herramienta para estudiar cómo hacerlo a una escala útil.

La siguiente fase de la investigación intentará identificar qué proteínas se pueden amplificar en el modelo de tejido vivo, y si hacerlo aumenta la tasa de división celular a niveles que puedan compensar de manera realista el daño del infarto.

Etiquetas: biology, cardiac regeneration, cardiology, cardiomyocyte, heart attack, heart failure

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