Resumen
En las últimas décadas, la quimioterapia y la radioterapia se han convertido en dos tratamientos esenciales para la supervivencia de pacientes con varios tipos de cáncer. No obstante, uno de los efectos secundarios más severos de la toxicidad inducida por estas terapias antineoplásicas es el daño, disfunción y consiguiente fallo, del músculo cardiaco, lo cual, en su conjunto, se denomina cardiotoxicidad (CTX). De hecho, ya que la CTX contribuye a la morbilidad y mortalidad de estos pacientes, la función cardiaca es una de las variables usadas para limitar la dosis durante el tratamiento oncológico. Tradicionalmente, se han utilizado cultivos celulares en 2D con diferentes fines en investigación; en particular, para el estudio de la CTX. Sin embargo, estos cultivos tienen diferentes limitaciones como son la alteración de las interacciones entre los entornos celular y extracelular, y cambios en la morfología celular y la polaridad entre otros. Por lo tanto es necesaria la creación de biomodelos 3D que imiten las estructuras biológicas in vivo. En esta acción preparatoria se pretende poner a punto la tecnología para generar modelos ventriculares de CTX generados mediante bioimpresión en 3D utilizando cardiomiocitos (CM) generados a partir de líneas de células madre pluripotentes inducidas (hiPSC) de pacientes que sufrieron CTX aguda tras el tratamiento con el quimioterapéutico correspondiente. La puesta a punto de la metodología permitirá combinar los conocimientos complementarios de los dos grupos de investigación que permitirá avanzar a clínica nuevos tratamientos cardioprotectores de una manera más personalizada.
En concreto, esta acción pretende bioimprimir los modelos ventriculares tridimensionales de CTX utilizando diferentes hidrogeles biológicos en los que se incluirán los CM-CTX. Existen en la actualidad numerosos hidrogeles compuestos por gelatina, ácido hialurónico, colágeno y fibrina entre otros. Se ha descrito que los hidrogeles de ácido hialurónico/gelatina favorecen la diferenciación de los CM y mejoran la función cardiaca en ratones con infarto de miocardio en los que fueron trasplantados. Los hidrogeles formados por proteínas de la matriz extracelular como colágeno y fibrina favorecen la formación de vasos. Las matrices de matrigel son buenos suplementos para mejorar la viabilidad de los CM, sin embargo debido a que no son de origen humano presentan la limitación de que los hidrogeles que las contengan no podrán ser utilizados en clínica. Por lo tanto, será muy importante identificar el hidrogel que sea más compatible con nuestro sistema y que a su vez nos permita caracterizar las propiedades electrofisiológicas de los biomodelos 3D mediante técnicas de mapeo óptico y nos permita su aplicación clínica en un futuro.
La presente acción preparatoria incluirá:
a) Puesta a punto de la metodología de bioimpresión en 3D de ventriculos bioartificiales mediante el empleo de diferentes hidrogeles biológicos y CM obtenidos a partir de las líneas de hiPSC.
b) Caracterización electrofisiológica de los biomodelos 3D mediante mapeo óptico.
