Científicos crean una medusa artificial con las células del corazón de una rata

Un equipo de expertos de la Universidad de Harvard y del Instituto Tecnológico de California (Caltech) espera que su nuevo invento de bioingeniería abra una esperanza para entender y tratar los defectos cardíacos en seres humanos. Crearon una medusa hecha con silicona inerte y un tejido de células vivas extraídas del corazón de una rata, para observar las contracciones musculares que las impulsan a través del agua. “Un gran objetivo de nuestro estudio fue avanzar en la ingeniería de los tejidos”, dijo Janna Naworth, estudiante del Doctorado de Biología de Caltech y autora principal del estudio, que fue publicado en la revista “Nature Biotechnology”.

 

El proyecto, al que llamaron Medusoide, posee ocho brazos y el delgado material transparente del que está hecho es un polímero de silicona. Se trata del mismo material empleado en la fabricación de los implantes de mama.

Esta lámina se construyó y se pegó sobre el patrón de moléculas de proteína de una medusa real. A continuación, se incorporó el tejido, hecho a partir de células del músculo cardiaco de una de rata y lo colocaron en un tanque que contenía agua salada de mar.

El líquido, dotado de una corriente eléctrica produciría el estímulo necesario para que Medusoide lograse realizar movimientos sincronizados como su par verdadero.

“Me sorprendió que con relativamente pocos componentes – solo silicona y un compuesto de células– hayamos sido capaces de reproducir algunos comportamientos muy complejos de natación y alimentación que se ven en las medusas biológicas”, comenta John Dabiri, experto en Dinámica de Fluidos y de Propulsión Biológica de Caltech.

Los científicos confían en que, con un esfuerzo adicional en el proyecto, lograrán que esta malagua sintética se mueva por sí sola, tal como lo hacen los corazones humanos. Este avance es percibido como el paso inicial al desarrollo de los marcapasos biológicos.

Medusoide ha demostrado tener características no esperadas. A priori, habían descubierto el material idóneo cuando la lámina de tejido coronario de la rata que habían cultivado se contraía al ser estimulada electrónicamente en un entorno líquido. Pero lo sorprendente fue que las células del músculo comenzaron a contraerse incluso antes de que la energía eléctrica fuera aplicada.

Kevin Kit Parker, profesor de la Universidad de Harvard, destacó algo curioso: “A pesar de que las células cardíacas y las de las medusas tienen forma diferente, las proteínas que impulsan su función motora se organizan en redes muy similares”. Por eso a los científicos les fue más sencillo que las células de rata tuvieran un comportamiento similar al de una medusa.

Para entender los movimientos del corazón
Parker, coautor del proyecto y profesor de Bioingeniería y
Física Aplicada de la Universidad de Harvard, inició la investigación de
Medusoide para retornar al entendimiento de las leyes fundamentales del
bombeo del músculo del corazón.

Para el científico, entender estas leyes significa poder identificar
cuándo se produce un quiebre en ellas, es decir, el inicio de la
enfermedad. “Empecé a buscar organismos marinos que bombearan para
sobrevivir”, afirmó.

Parker observó a una medusa en el acuario de Nueva Inglaterra, y de
inmediato tomó nota para estudiar las diferencias y similitudes en la
forma en que humanos y medusas bombean. Pese a que una medusa luce muy
diferente a un ser humano, el investigador la eligió porque su
desplazamiento en el agua se realiza a través del bombeo.

Este movimiento resulta similar al que realiza el corazón humano para
movilizar la sangre por todo el cuerpo.