Ingeniería de tejidos de válvulas cardíacas


Las válvulas cardíacas de ingeniería tisular (TEHV) ofrecen un tratamiento propuesto nuevo y avanzado para crear una válvula cardíaca viva para las personas que necesitan un reemplazo total o parcial de la válvula cardíaca . Actualmente, hay más de un cuarto de millón de válvulas cardíacas protésicas implantadas anualmente, [1] y se sospecha que el número de pacientes que requieren cirugías de reemplazo aumentará e incluso se triplicará en los próximos cincuenta años. [2] Si bien los tratamientos actuales que se ofrecen, como válvulas mecánicas o válvulas biológicasno son perjudiciales para la salud, ambos tienen sus propias limitaciones en el sentido de que las válvulas mecánicas requieren el uso de anticoagulantes durante toda la vida, mientras que las válvulas biológicas son susceptibles de degradación estructural y reoperación. [2] [3] Por lo tanto, la ingeniería de tejidos in situ (en su posición o lugar original) de las válvulas cardíacas sirve como un enfoque novedoso que explora el uso de la creación de una válvula cardíaca viva compuesta por las propias células del huésped que es capaz de crecer, adaptarse e interactuando dentro del sistema biológico del cuerpo humano. [4]

Se pueden usar varios biomateriales , ya sean biológicos, sintéticos o una combinación de ambos, para crear andamios, que cuando se implantan en un cuerpo humano pueden promover la regeneración del tejido del huésped . [5] Primero, se recolectan las células del paciente en el que se implantará el andamio. Estas células se expanden y se siembran en el andamio creado, que luego se inserta dentro del cuerpo humano. [6] El cuerpo humano actúa como un biorreactor, que permite la formación de una matriz extracelular (MEC) junto con proteínas fibrosas alrededor del andamio para proporcionar el entorno necesario para el corazón y el sistema circulatorio . [7]La implantación inicial del andamio extraño desencadena varias vías de señalización guiadas por la respuesta de cuerpo extraño para el reclutamiento de células de los tejidos vecinos. [2] La nueva red de nanofibras que rodea el andamio imita el ECM nativo del cuerpo anfitrión. [8] Una vez que las células comienzan a poblar la célula, el andamio está diseñado para degradarse gradualmente, dejando atrás una válvula cardíaca construida hecha de las propias células del cuerpo huésped que es completamente capaz de repoblar las células y resistir los cambios ambientales dentro del cuerpo. [9] El andamio diseñado para la ingeniería de tejidos es uno de los componentes más cruciales porque guía la construcción, viabilidad y funcionalidad del tejido mucho después de la implantación y degradación.

Los armazones biológicos se pueden crear a partir de tejido de un donante humano o de animales; sin embargo, el tejido animal es a menudo más popular ya que es más accesible y más abundante. [10] Xenoinjerto , de un donante de una especie diferente a la del receptor, las válvulas cardíacas pueden ser de cerdos, vacas u ovejas. [8] Si se usa tejido humano o animal, el primer paso para crear andamios útiles es la descelularización , que significa eliminar el contenido celular mientras se conserva la matriz ECM, [11]lo cual es ventajoso en comparación con la fabricación de andamios sintéticos desde cero. Se han utilizado muchos métodos de descelularización, como el uso de detergentes iónicos y no iónicos que interrumpen las interacciones del material celular o el uso de enzimas para escindir enlaces peptídicos, ARN y ADN. [8]


Siembra de células en un andamio listo para su uso e implantación en ingeniería de tejidos
Válvula cardíaca biológica tricúspide descelularizada
Multi-nucleado de cuerpo extraño de células gigantes (FBGC) a partir de la fusión de los macrófagos
Diagrama del corazón abierto visto desde el frente, que muestra la compleja geometría anatómica de las válvulas.