Las enfermedades cardiovasculares son la primera causa de muerte en los países desarrollados. Según los datos del Instituto Nacional de Estadística (INE), alrededor de 120.000 españoles fallecen cada año por patologías de este tipo. Gracias al desarrollo de robots cardíacos biológicos, investigadores de la Universidad de Málaga podrán avanzar en los estudios del comportamiento celular para conseguir fabricar un corazón real en un futuro cercano.

De los siete proyectos que financia la Unión Europea, la Universidad de Málaga es la única española que participa en el proyecto internacional de bioingeniería ‘BioRobot-MiniHeart’, en un consorcio del que también forman parte la Universidad de Twente (Países Bajos), como coordinadora, y las empresas NanoScale Systems (Alemania) y River BioMedics (Países Bajos).

El proyecto cuenta con cuatro millones de euros de la convocatoria Horizonte Europa 2021-2027, concedidos por el Consejo Europeo de Innovación (EIC), que se repartirán entre los participantes. Por su parte, la UMA recibe una financiación de 975.000 euros.

Los investigadores del grupo ‘Desarrollo y Enfermedad Cardiovascular’, José María Pérez Pomares y Juan Antonio Guadix, lideran el proyecto en la Universidad de Málaga. Su trabajo consiste en determinar las combinaciones óptimas de distintos tipos celulares para el desarrollo de los biorrobots y minicorazones. Por otro lado, también los analizarán atendiendo a aspectos como la diferenciación celular, la histoarquitectura del tejido y su funcionalidad.

Los profesores del Departamento de Biología Animal de la UMA, adscritos también a IBIMA-Plataforma BIONAND, llevan 20 años estudiando el funcionamiento molecular del corazón a través de diferentes proyectos, algunos de ellos junto a la Universidad de Twente. «A principios de este año, se publicó un trabajo en el que analizamos cómo se comportan las células en una primera fase inicial de este modelo. Por lo tanto, lo que nosotros vamos a hacer no es partir de cero, es una continuación de un proyecto que ya habíamos iniciado sin financiación y ahora, con el respaldo de la Unión Europea, vamos a intentar caminar», añade Juan Antonio Guadix.

La idea del proyecto es crear un prototipo de una estructura pequeña formada por un músculo cardíaco que late de manera autónoma, un ‘minicorazón’. «Nuestra propuesta consiste en desarrollar un prototipo para convertirlo en algo más complejo añadiendo otros tipos de células distintos», añade el investigador jefe, Pérez Pomares.

El corazón es un órgano compuesto de miles de células que trabajan de forma coordinada para bombear la sangre y distribuirla por todo el organismo. Este investigador comenta que muchas personas desconocen que un corazón está formado por aproximadamente un 40% de células musculares y un 60% de células de distintos tipos. Aunque, los cardiomiocitos, las células musculares, son las más estudiadas, no son las únicas que presenta el tejido cardiovascular. «Una de las cosas que le falta a este corazón son células de tipos distintos a las musculares para intentar que esa estructura se parezca cada vez más a un corazón de verdad», detalla Pérez Pomares.

El consorcio cuenta con la tecnología más avanzada para este proyecto. La empresa River BioMedic, propulsora de esta investigación desde hace dos años, utiliza una tecnología a partir de células madre pluripotentes humanas, las llamadas hiPS. «Ellos reprograman las células en estado adulto para que vuelvan a tener la capacidad de diferenciarse de nuevo a distintos tipos celulares y las irán empujando para crear cardiomiocitos, que es lo que formará este músculo cardíaco», indica Guadix.

Los laboratorios del consorcio se encargarán de la creación de la estructura 3D del biorobot-minicorazón a partir de una tecnología microfluídica y, desde la UMA, analizarán «cómo es la unión célula a célula, cómo son las interacciones, si tienen buena comunicación y si las capas se distribuyen como se haría en el embrión en desarrollo», añade este científico.

La investigación tiene como fin el diseño, en un futuro, de medicina personalizada, pero aún está muy lejos de la realidad

Fases del proyecto

La finalidad de la investigación es diseñar, en un futuro, medicina personalizada, pero esta idea se encuentra aún muy lejos de la realidad. Durante cinco años, el proyecto pasará por diferentes fases de investigación a prueba de ensayo y error.

Desde Holanda fabricarán la primera generación de las estructuras, a ellas se le irá añadiendo uno a uno los diferentes tipos celulares. Una vez conformado un grupo de análisis, se expondrán las conclusiones para aplicarlas en la siguiente generación.

De esta forma, se generará una especie de circuito de análisis y mejora del prototipo. Según explica el investigador jefe, todo el proceso se realiza con un sistema de cultivo in vitro fuera de un organismo, por lo que, se presentan muchas limitaciones.

Este tipo de proyectos reciben la denominación inglesa high-risk. Los investigadores responsables en la UMA conocen el alto riesgo que esto supone. «Al estar en la frontera del conocimiento puedes fallar. Tu idea puede ser muy buena en el papel, pero no funcionar en la realidad», concluye Pérez Pomares.