Parche programable de administración de fármacos promueve la curación tras un infarto

Las intervenciones existentes, como la cirugía de bypass, mejoran el flujo sanguíneo, pero no pueden reparar el tejido en sí. Ahora, los investigadores han desarrollado un parche flexible, implantable quirúrgicamente, que restaura la función cardíaca al liberar múltiples terapias en un calendario preciso.

El parche, desarrollado por ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA), incorpora micropartículas programables de liberación de fármacos en una lámina de hidrogel biocompatible que puede colocarse directamente sobre el corazón durante una cirugía a corazón abierto. Este enfoque busca sincronizar la terapia con las fases de curación biológica después del infarto de miocardio.

El sistema se basa en cápsulas de PLGA basadas en polímeros, diseñadas con materiales de "tapa" de pesos moleculares específicos, lo que permite que cada lote de partículas se degrade y libere su carga farmacológica en ventanas temporales distintas: días 1 a 3, días 7 a 9 y días 12 a 14. Esto permite la administración controlada de neuregulina-1 para prevenir la muerte celular, del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) para estimular la formación de vasos sanguíneos y de la pequeña molécula GW788388 para limitar el desarrollo de tejido cicatricial. Estas matrices de micropartículas están incrustadas en un parche de hidrogel de alginato-PEGDA de tan solo unos milímetros de diámetro, resistente pero lo suficientemente flexible como para adaptarse al corazón.

En pruebas de laboratorio con esferas de tejido cardíaco compuestas por cardiomiocitos de células madre pluripotentes inducidas, células endoteliales y fibroblastos ventriculares, los parches promovieron el crecimiento vascular, mejoraron la supervivencia celular en condiciones de bajo oxígeno y redujeron la fibrosis. En modelos de infarto de miocardio en ratas, los parches produjeron beneficios significativos en comparación con la ausencia de tratamiento o la administración intravenosa de fármacos, lo que incluyó una mejora del 33% en la supervivencia, una reducción del 50% en el tejido cardíaco dañado y una mejora notable del gasto cardíaco.

Los hallazgos, publicados en la revista Cell Biomaterials, muestran que el hidrogel se degradó gradualmente a lo largo de un año, formando una capa delgada sin alterar la función mecánica. Entre las aplicaciones prácticas futuras se incluye la colocación del parche durante la cirugía de bypass para iniciar de inmediato una terapia de reparación cardíaca programada.

El equipo también está explorando la incorporación de estas micropartículas en stents para permitir la liberación programada del fármaco sin necesidad de procedimientos a corazón abierto. Tanto la neuregulina-1 como el VEGF se han sometido a pruebas clínicas previas, mientras que el GW788388 solo se ha evaluado en estudios con animales. Los investigadores planean continuar probando el parche en modelos animales más grandes antes de realizar ensayos clínicos en humanos.

“Cuando alguien sufre un infarto grave, el tejido cardíaco dañado no se regenera de manera efectiva, lo que provoca una pérdida permanente de la función cardíaca. El tejido que se dañó no se recupera”, afirmó Ana Jaklenec, investigadora principal del MIT. “Nuestro objetivo es restaurar esa función y ayudar a las personas a recuperar un corazón más fuerte y más resistente después de un infarto de miocardio”.

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MIT