El IBBTEC valida en tejido cardiaco humano un nuevo contraste que detecta la fibrosis cardiaca y reduce su avance

SANTANDER 29 Oct. Diario Dia –

Investigadoras del grupo FIBROHEART del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC, UC-CSIC) han comprobado, en tejido cardiaco humano fabricado en laboratorio, que un nuevo contraste de hierro para resonancia magnética detecta la fibrosis cardiaca y reduce su avance.

El estudio, liderado por el grupo de Aitziber L. Cortajarena del centro de investigación CIC biomaGUNE (San Sebastián), acaba de ser publicado en la revista Advanced Functional Materials y abre la puerta a una posible alternativa al gadolinio, el metal que se utiliza actualmente en casi todas las resonancias con contraste, ha informado este jueves la Universidad de Cantabria (UC).

La parte biomédica de la investigación ha sido liderada por Ana V. Villar, responsable del grupo FIBROHEART y profesora titular de la UC, quien ha explicado que, cuando el corazón sufre un daño o una sobrecarga mantenida, por ejemplo, tras un infarto o por la hipertensión, se pone en marcha un proceso de reparación parecido a la cicatrización de una herida en la piel.

Unas células llamadas fibroblastos se activan y producen colágeno para reparar y reforzar el tejido. «El problema es que, a menudo, este proceso no se detiene: el colágeno se sigue acumulando, el corazón se vuelve rígido y le cuesta cada vez más llenarse y bombear la sangre. Es lo que se denomina fibrosis cardiaca, y es uno de los principales factores que conducen a la insuficiencia cardiaca, una enfermedad que afecta a millones de personas en todo el mundo. A día de hoy no existe un tratamiento aprobado dirigido específicamente a frenarla», ha indicado.

Para estudiar la fibrosis del corazón con células humanas, en el laboratorio de FIBROHEART se han desarrollado pequeños tejidos conectivos cardiacos fabricados mediante ingeniería de tejidos tridimensional a partir de fibroblastos del corazón de pacientes.

«Estos tejidos reproducen en cierta medida lo que ocurre en las áreas de un corazón con fibrosis, donde se acumula colágeno y el tejido se endurece. Nos permiten, por tanto, estudiar la enfermedad y probar tratamientos en un entorno más cercano al corazón humano que las células cultivadas en una placa», ha expuesto Villar.

Los resultados en estos tejidos han sido muy claros. «El contraste se acumula preferentemente en el tejido con fibrosis; su señal en la resonancia aumenta con la gravedad de la fibrosis y, además, reduce su avance, porque disminuye la producción y el depósito de colágeno y evita que el tejido se endurezca».

Hasta ahora, para ver la fibrosis y para tratarla hacen falta dos productos distintos. «Aquí, en nuestros tejidos de laboratorio, un mismo compuesto se acumula en las zonas con fibrosis, nos permite estimar cuánta fibrosis hay y, además, ayuda a frenarla», ha destacado Villar.

El trabajo está también firmado por Helena Soto y Diana H. Panchuelo (IBBTEC, UC-CSIC); Lydia Martínez-Parra, Andrea García-Esnaola, Gabriela Guedes, Irantzu Llarena y Aitziber L. Cortajarena, autora de correspondencia (CIC biomaGUNE); y Lourdes Marcano (CIC biomaGUNE y Universidad de Oviedo). Ha sido financiado por la Agencia Estatal de Investigación (proyectos PID2024-156436OB-I00, PID2022-137977OB-I00 y PDC2022-133345-I00, este último con fondos NextGenerationEU/PRTR), el Consejo Europeo de Investigación (ERC Proof of Concept NanoImaging) e IDIVAL (PREVAL 21/07).

Hoy, para saber si un paciente tiene fibrosis en el corazón y cuánta, los cardiólogos utilizan la resonancia magnética cardiaca. Para que la resonancia magnética pueda dar el diagnóstico, antes de la prueba se inyecta un contraste, casi siempre a base de gadolinio, que se queda retenido en las zonas dañadas y hace que se vean brillantes en la imagen. La resonancia magnética es también la técnica con la que se han analizado los tejidos de este estudio.

«El gadolinio funciona muy bien, pero tiene inconvenientes. Es un metal ajeno a nuestro organismo: su uso está restringido en personas con insuficiencia renal, y se sabe que pequeñas cantidades pueden quedar depositadas durante años en distintos tejidos, como el cerebro, el hueso, la piel o el riñón. Esto preocupa especialmente en pacientes que necesitan resonancias repetidas para seguir cómo evoluciona su enfermedad, que es justo lo que ocurre con la fibrosis cardiaca. Además, el gadolinio no reconoce la fibrosis: simplemente ocupa el espacio que deja el tejido dañado», ha añadido la científica.

Por eso, desde hace años, se buscan contrastes basados en hierro, un elemento que el cuerpo conoce bien y sabe almacenar y eliminar. Pero los contrastes de hierro que existen tienen un problema, y es que, en lugar de iluminar la lesión, la oscurecen, lo que hace más difícil distinguirla en las imágenes. Varios de ellos incluso se han retirado del mercado, ha señalado Villar.

Aquí está la aportación central del equipo de Aitziber L. Cortajarena, experta internacional en diseño de proteínas y líder del estudio. Su grupo ha creado una proteína «a medida» que funciona como un pequeño estuche: en su interior atrapa grupos diminutos de átomos de hierro, de apenas 1,4 nanómetros, unas 50.000 veces más finos que un cabello. A ese tamaño, y bien aislados por la proteína, los átomos de hierro se comportan como el gadolinio: hacen que el tejido se vea brillante en la resonancia.

Frente al gadolinio y a los contrastes de hierro actuales, esta molécula ofrece varias ventajas, como eficacia comparable al gadolinio además de que, a diferencia de otros compuestos de hierro, se mantiene en los escáneres más potentes; y está basada en hierro, un elemento que el cuerpo sabe gestionar y además es estable, apenas libera hierro y es poco tóxica para las células.

Asimismo, reconoce la fibrosis activa y la trata y su fabricación sencilla y sostenible. Se produce en agua, sin reactivos tóxicos ni condiciones extremas.

Con todo, el equipo firmante del estudio es consciente de que «queda camino por recorrer para llegar al paciente».

Por ahora, este nuevo contraste se ha probado en células y en tejido humano de laboratorio. «Seguiremos dando pasos con el objetivo de que, en el futuro, los pacientes con fibrosis cardiaca, incluidos aquellos que no pueden recibir gadolinio, puedan contar con una prueba de imagen más segura que, además, forme parte de su tratamiento», ha concluido la responsable de FIBROHEART.

CL11