Peces biohíbridos creados a partir de células cardíacas humanas revelan conocimientos sobre la fisiología del corazón

Un pez biohíbrido que nada de forma autónoma, diseñado con la atención centrada en dos características reguladoras clave del corazón humano, ha revelado la importancia de los mecanismos de retroalimentación en las bombas musculares (como el corazón). Los hallazgos podrían ayudar algún día a desarrollar un corazón artificial creado con células musculares vivas. Los sistemas biohíbridos, dispositivos que cuentan con componentes biológicos y artificiales, son una forma eficaz de investigar los mecanismos de control fisiológico de los organismos biológicos y de descubrir soluciones robóticas de inspiración biológica para una serie de problemas acuciantes, incluidos los relacionados con la salud humana. Sin embargo, cuando se trata de bombas naturales de transporte de fluidos, como las que hacen circular la sangre, el rendimiento de los sistemas biohíbridos ha sido escaso.  En esta ocasión, los investigadores analizaron si dos características funcionales de regulación del corazón, la señalización mecanoeléctrica y el automatismo, podían transferirse a un análogo sintético de otro sistema de transporte de fluidos: un pez nadador. Lee et al. desarrollaron un pez que nadaba de forma autónoma creado a partir de una bicapa de células cardíacas humanas; la bicapa muscular se integró mediante técnicas de ingeniería de tejidos. Lee y su equipo fueron capaces de controlar las contracciones musculares del pez biohíbrido mediante una estimulación optogenética externa, lo que permitió que el pez nadara de forma análoga. Los autores explican que, en los ensayos, el pez biohíbrido superó la velocidad de locomoción de los sistemas musculares biohíbridos anteriores y mantuvo la actividad de forma espontánea durante 108 días. Por el contrario, los autores afirman que los peces biohíbridos dotados de músculo de una sola capa mostraron una actividad deteriorada en el primer mes. Los datos de este estudio demuestran el potencial de los sistemas de bicapa muscular y la señalización mecanoeléctrica como medio para favorecer la maduración de los tejidos musculares in vitro, escriben Lee y sus colegas. Los autores concluyen que «en conjunto, la tecnología descrita aquí puede representar un trabajo de base hacia el objetivo de crear sistemas autónomos capaces de regulación homeostática y control adaptativo del comportamiento».

Para los informadores interesados en las tendencias, este trabajo se basa en uno anterior publicado en julio de 2016 en Science, en el que Sung-jin Park et al. utilizaron células cardíacas de ratas para desarrollar un análogo de pez raya autopropulsado. https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.aaf4292