LATIDOS DE INNOVACIÓN
Muy Interesante México|Octubre 2021
Corazones bioartificiales, ingeniería de tejidos con células madre e impresoras 3D, inteligencia artificial y secuenciación genética prometen revelar los misterios del corazón para así tratar con mayor eficacia sus enfermedades.
Laura Chaparro

PRONTO , los corazones artificiales no serán sólo una curiosidad de museo –en la imagen, en la Expo Smart China de 2019–, sino órganos operativos para trasplantes humanos o para la investigación.

La gran pasión que Leonardo da Vinci sentía por las máquinas y que le llevó a diseñar dispositivos que serían realidad muchos siglos después, como un parapente, una escafandra o un helicóptero, se traducía también en su admiración por la máquina más perfecta: el cuerpo humano. El artista plasmó en sus bocetos representaciones muy precisas de diferentes partes del organismo, entre ellas de uno de los órganos más importantes para la vida: el corazón.

“Leonardo ha sido reconocido durante mucho tiempo como uno de los grandes artistas del Renacimiento, pero también fue un pionero en la comprensión de la anatomía humana. Como ingeniero y artista quería saber no sólo cómo se construía el cuerpo, sino también cómo funcionaba”, dice Declan O’Regan, director del grupo de imágenes cardiacas computacionales del MRC Instituto de Ciencias Médicas de Londres (Reino Unido) en el Imperial College. En los inicios del siglo XVI, Da Vinci dibujó por primera vez la intrincada red de fibras musculares del corazón, llamadas trabéculas, que forman patrones geométricos en la superficie interna de este órgano. Ya entonces, el genio especuló con que esta red de fibras sirviera para calentar la sangre a medida que fluía por el corazón, pero no tenía forma de comprobarlo. Hoy, un equipo de científicos entre los que figura O’Regan está más cerca de averiguarlo. “Sólo ahora, con técnicas modernas de imágenes, simulaciones por computadora y genética podemos comenzar a responder esas preguntas”, afirma el cardiólogo cuya investigación, publicada en la revista Nature, ha contado con la inteligencia artificial para procesar 25,000 imágenes de resonancia magnética del corazón, a las que se sumaron los datos genéticos asociados. Con toda esta información, los autores han concluido que la superficie rugosa de los ventrículos del corazón –sus cavidades inferiores– permite que la sangre fluya más eficientemente en cada latido. También han averiguado que hay seis regiones en el ADN humano que afectarían al desarrollo de los patrones fractales en las trabéculas.

Un órgano misterioso

Otra de las conclusiones del estudio es que la forma de estas fibras musculares influye en el funcionamiento del corazón, lo que podría estar relacionado con la enfermedad cardiaca. Para confirmarlo, los científicos analizaron datos genéticos de 50,000 pacientes y encontraron que diferentes patrones fractales en esta red tenían que ver con el riesgo de desarrollar insuficiencia cardiaca –que ocurre cuando el corazón no bombea la sangre como debería–. “Aún necesitamos entender cómo la sangre que fluye alrededor del corazón interactúa con estos hilos musculares. Esto nos ayudará a identificar a los pacientes con mayor riesgo de desarrollar complicaciones de enfermedades cardiacas”, prosigue O’Regan.

El cardiólogo recuerda que esta es apenas una de las muchísimas preguntas que seguimos sin responder sobre este poderoso órgano. Para resolverlas, los científicos están ayudándose de técnicas como la inteligencia artificial o de imágenes muy precisas como la resonancia magnética, que les permiten hacer con notable facilidad una disección del corazón humano en 3D que ni el mismísimo Leonardo hubiera imaginado.

Un largo camino

Entre estos avances está también el corazón bioartificial que, a la fecha, sigue siendo una utopía. “Pese a ser un campo con varios años de recorrido, todavía necesita de más investigación para llegar a ser una realidad, de la que no me cabe duda que veremos en un futuro”, mantiene Carolina Gálvez-Montón, directora adjunta del grupo de investigación ICREC, que pertenece al Instituto del Corazón del Hospital Universitario Germans Trias i Pujol (Barcelona). Los estudios se están realizando in vitro y con modelos animales y consisten en tratar a este órgano como si fuera nuevo, quitándole todas las células animales pero conservando sus estructuras para repoblarlas con un nuevo tejido muscular y vascular compatible con el del ser humano. Este corazón sería el que se trasplantaría a la persona que lo necesitara y evitaría tener que depender de los órganos humanos donados.

Sabías que… Ya en 1513, el atrevido genio, dibujante y científico italiano Leo nardo da Vinci esbozó los primeros estudios anatómicos del corazón humano, donde ahon daba en la intricadared de fibras musculares –conocidas como trabéculas– que lo componen.

Para llegar a este objetivo, los científicos trabajan desde varios frentes: las células madre –con el potencial de generar nuevos tejidos–, las impresiones 3D –que cada vez se usan más para generar miniórganos– y la simulación por computadora –para analizar las contracciones y relajaciones del tejido cardiaco de este nuevo órgano–.

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