Ingenieros del MIT han desarrollado un innovador parche flexible para la entrega programada de medicamentos, diseñado para ser colocado en el corazón tras un infarto, con el fin de promover la curación y regeneración del tejido cardíaco. Este dispositivo revolucionario tiene la capacidad de liberar múltiples fármacos en momentos específicos, según un cronograma predefinido.
En un estudio realizado con ratas, se demostró que este tratamiento reduce el daño en el tejido cardíaco en un 50 por ciento y mejora significativamente la función cardíaca. Según los investigadores, si se aprueba su uso en humanos, este tipo de parche podría permitir a las víctimas de infartos recuperar más funcionalidad cardíaca que lo que actualmente es posible.
Un avance crucial para la recuperación del corazón
“Cuando una persona sufre un infarto severo, el tejido cardíaco dañado no se regenera adecuadamente, lo que provoca una pérdida permanente de función cardíaca”, explica Ana Jaklenec, investigadora principal en el Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT. “Nuestro objetivo es restaurar esa función y ayudar a las personas a recuperar un corazón más fuerte y resistente tras un infarto.”
Jaklenec y Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch en MIT, son los autores principales del estudio publicado en Cell Biomaterials. La investigación fue liderada por la expostdoctorante Erika Wang.
Después de un infarto, muchos pacientes requieren cirugía de bypass, que mejora el flujo sanguíneo al corazón pero no repara el tejido dañado. El equipo del MIT buscaba crear un parche que pudiera aplicarse simultáneamente durante esta intervención quirúrgica.
Una entrega programada de medicamentos innovadora
Este parche tiene como finalidad administrar medicamentos durante un período prolongado para fomentar la curación del tejido. Muchas enfermedades requieren tratamientos específicos según las fases de recuperación; sin embargo, la mayoría de los sistemas actuales liberan fármacos de forma instantánea. La entrega temporal permite sincronizar mejor la terapia con el proceso de recuperación.
“Queríamos investigar si era posible ofrecer una intervención terapéutica orquestada precisamente para ayudar a sanar el corazón, justo en el sitio del daño, mientras el cirujano realiza una cirugía a corazón abierto”, señala Jaklenec.
Para lograrlo, los investigadores adaptaron micropartículas para la entrega de medicamentos que habían desarrollado anteriormente. Estas partículas consisten en cápsulas similares a pequeños vasos con tapa, fabricadas con un polímero llamado PLGA que puede sellarse con un medicamento dentro.
Resultados prometedores en modelos experimentales
Cambiando el peso molecular de los polímeros utilizados para formar las tapas, los investigadores pueden controlar la velocidad a la que se degradan, permitiendo así programar las partículas para liberar su contenido en momentos específicos. Para esta aplicación, diseñaron partículas que se descomponen entre los días 1-3, 7-9 y 12-14 tras la implantación.
Esto les permitió establecer un régimen con tres fármacos que promueven la curación del corazón de diferentes maneras: las primeras partículas liberan neuregulina-1, un factor de crecimiento que ayuda a prevenir la muerte celular; luego se libera VEGF, otro factor que favorece la formación de vasos sanguíneos alrededor del corazón; y finalmente GW788388, una pequeña molécula que inhibe la formación de tejido cicatricial tras un infarto.
Los investigadores también probaron estos parches sobre esferas de tejido cardíaco generadas a partir de células madre pluripotentes inducidas. Al someter estas esferas a condiciones de baja oxigenación —simulando los efectos de un infarto— y colocarles los parches encima, observaron que promovían el crecimiento vascular y ayudaban a más células a sobrevivir mientras reducían fibrosis.
Perspectivas futuras y ensayos clínicos
En pruebas realizadas en modelos animales con infartos, los resultados mostraron mejoras significativas tras el tratamiento con el parche: tasas de supervivencia superiores en un 33 por ciento y una reducción del 50 por ciento en el tejido dañado. Además, se evidenció un aumento considerable en el rendimiento cardíaco.
A medida que estos parches se disuelven gradualmente sin interferir con la función mecánica del corazón durante aproximadamente un año, Langer enfatiza: “Esta es una manera importante de combinar la entrega de medicamentos y biomateriales para potencialmente desarrollar nuevos tratamientos para pacientes”.
Aunque neuregulina-1 y VEGF han sido probados previamente en ensayos clínicos para tratar afecciones cardíacas, GW788388 solo ha sido explorado hasta ahora en modelos animales. Los investigadores esperan avanzar hacia ensayos clínicos futuros tras realizar más pruebas con sus parches.
Aunque actualmente este parche debe ser implantado quirúrgicamente, están explorando opciones para incorporar estas micropartículas en stents capaces de liberar medicamentos según horarios programados.
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