Ingenieros del MIT han desarrollado un parche flexible para la entrega programada de medicamentos, diseñado para colocarse en el corazón tras un infarto, con el fin de promover la curación y la regeneración del tejido cardíaco.
Este innovador parche tiene la capacidad de transportar múltiples medicamentos que se liberan en diferentes momentos, siguiendo un cronograma preestablecido. En un estudio realizado con ratas, los investigadores demostraron que este tratamiento redujo en un 50% la cantidad de tejido cardíaco dañado y mejoró significativamente la función cardíaca.
Objetivos del Parche y su Funcionamiento
Los investigadores aseguran que, si se aprueba su uso en humanos, este tipo de parche podría ayudar a los sobrevivientes de infartos a recuperar más funcionalidad cardíaca de la que es posible actualmente. Ana Jaklenec, investigadora principal en el Instituto Koch de Investigación del Cáncer Integrativo del MIT, señala: “Cuando alguien sufre un infarto importante, el tejido cardíaco dañado no se regenera de manera efectiva, lo que conlleva a una pérdida permanente de la función cardíaca”.
Jaklenec, junto a Robert Langer, profesor del Instituto Koch, son los autores senior del estudio, que se publica hoy en Cell Biomaterials. Erika Wang, ex investigadora postdoctoral en el MIT, es la autora principal del artículo.
Innovaciones en la Entrega de Medicamentos
Tras un infarto, muchos pacientes requieren cirugía de bypass, que mejora el flujo sanguíneo al corazón, pero no repara el tejido cardíaco dañado. En este nuevo estudio, el equipo del MIT se propuso crear un parche que pudiera aplicarse al corazón durante la cirugía.
Se espera que este parche entregue medicamentos durante un período prolongado para fomentar la curación del tejido. A diferencia de los sistemas convencionales que liberan medicamentos de una sola vez, la entrega programada permite sincronizar mejor la terapia con la recuperación del paciente.
“Queríamos ver si era posible realizar una intervención terapéutica de manera precisa para ayudar a sanar el corazón, justo en el sitio del daño, mientras el cirujano ya está llevando a cabo la cirugía a corazón abierto”, afirma Jaklenec.
Desarrollo de los Microcomponentes
Para lograr esto, los investigadores adaptaron micropartículas que habían desarrollado anteriormente, compuestas por cápsulas similares a pequeños vasos de café. Estas cápsulas están hechas de un polímero llamado PLGA y pueden sellarse con un medicamento en su interior.
Modificando el peso molecular de los polímeros utilizados para formar las tapas, los investigadores pueden controlar la velocidad de degradación de las cápsulas, lo que les permite programar la liberación de su contenido en momentos específicos.
Para esta aplicación, los investigadores diseñaron partículas que se descomponen en los días 1-3, 7-9 y 12-14 tras la implantación, lo que les permitió establecer un régimen de tres medicamentos que promueven la curación del corazón de diferentes maneras.
Mejoras en la Función Cardíaca
Una vez creados los parches, los investigadores los probaron en esferas de tejido cardíaco que incluían cardiomiocitos generados a partir de células madre pluripotentes inducidas. Las pruebas mostraron que los parches promovieron el crecimiento de vasos sanguíneos, ayudaron a que más células sobrevivieran y redujeron la cantidad de fibrosis desarrollada.
En pruebas con un modelo de infarto en ratas, los investigadores observaron mejoras significativas tras el tratamiento con el parche. Comparado con la ausencia de tratamiento o con inyecciones intravenosas de los mismos medicamentos, los animales tratados con el parche mostraron un 33% más de tasas de supervivencia y una reducción del 50% en la cantidad de tejido dañado.
Los parches se disuelven con el tiempo, formando una capa delgada sin interrumpir la función mecánica del corazón. “Esta es una forma importante de combinar la entrega de medicamentos y biomateriales para potencialmente desarrollar nuevos tratamientos para los pacientes”, concluye Langer.
