Investigadores israelíes han establecido con
éxito un nuevo enfoque para estimular el corazón y la sincronización de su
actividad mecánica sin el uso de un marcapasos eléctrico convencional. Esta
nueva estrategia biológica emplea genes sensibles a la luz que se pueden
inyectar en el corazón y luego se activan por destellos de luz.
Más de 3 millones de personas en todo el mundo
usan marcapasos electrónicos implantados, un número semejante a toda la
población de un país como Uruguay por ejemplo.
Si el marcapasos biológico puede ser adaptado
a los seres humanos, podría ayudar a los pacientes a evitar muchos de los
inconvenientes de los marcapasos eléctricos. Estos incluyen el procedimiento
quirúrgico necesario para implantar el dispositivo, el riesgo de infección, la
limitación en el número y la ubicación de los cables de estimulación utilizada,
la posible disminución de la función cardíaca resultante del cambio en el
patrón de activación eléctrica normal, y las limitaciones de implantación en
los niños.
La indicación más frecuente para un marcapasos
es el tratamiento de un latido cardiaco lento que puede poner a los pacientes
en riesgo de sufrir desmayos, insuficiencia cardíaca e incluso la muerte.
Los marcapasos funcionan enviando señales
eléctricas al corazón para regular los latidos del corazón. Los marcapasos
también se pueden utilizar para terapia de resincronización cardiaca (CRT), un
enfoque con el objetivo de sincronizar la contracción de los dos ventrículos
del corazón con el fin de mejorar la función cardiaca, el estado de los
síntomas y disminuir la mortalidad en algunos pacientes que sufren de
insuficiencia cardíaca.
El nuevo enfoque optogenética para
estimulación cardiaca y resincronización fue desarrollado por el profesor
LiorGepstein y el Dr. UdiNussinovitch del Instituto Technion-Israel de
Tecnología Rappaport Facultad de Medicina, y el Centro Médico Rambam.
“Nuestro trabajo es el primero en sugerir un
enfoque no eléctrico a la terapia de resincronización cardiaca”, dijo Gepstein.
“Antes de esto, ha habido una serie de terapias génicas y terapias celulares
con enfoques para la creación de marcapasos biológicos. Sin embargo, fue
imposible utilizar esos enfoques para activar el corazón simultáneamente desde
varios puntos para La terapia de resincronización “.
“Este es un experimento muy importante en
cuanto a la prueba de un prototipo, que por primera vez, demuestra un mecanismo
sin necesidad de cables y permite la estimulación simultánea de múltiples
sitios”, dijo el doctor Jeffrey Olgin, jefe de la División de Cardiología y
co-director del Centro Cardiovascular de la Universidad de California en San
Francisco.
“El problema más común de insuficiencia de los
marcapasos actuales son los conductores o cables que conectan el músculo del
corazón para el impulso eléctrico. El enfoque demostrado en este trabajo tiene
el potencial de eliminar estos cables.”
La estimulación del corazón con la luz es
parte del emergente campo de la optogenética, que ha ganado un impulso
considerable en el campo de la investigación del cerebro. Los investigadores
que trabajan en el campo han estado usando genes sensibles a la luz a partir de
algas y colocarlos en las células donde actúan como un interruptor, permitiendo
ciertos comportamientos o desactivándolos cuando las células están expuestas a
pulsos de luz.
Según informa la revista Nature Biotechnology,
los investigadores del Technion inyectaron uno de estos genes de algas
(channelorhodopsin-2) en un área específica del músculo cardíaco en ratas.
Entonces, los científicos demostraron que la
proteína sensible a la luz en este sitio podría ser encendido con destellos de
luz azul y hacer que los músculos del corazón se contraigan. Al alterar la
frecuencia de los destellos, Gepstein y Nussinovitch podían controlar y regular
el ritmo cardíaco. Luego demostraron la capacidad de activar simultáneamente el
músculo del corazón en muchos lugares, en un esfuerzo para sincronizar la
función de bombeo del corazón.
Los científicos tendrán que hacer más
investigaciones para que esta estrategia de marcapasos basada en optogenética
pueda convertirse en una realidad en la salud humana, dijo Gepstein.
Por ejemplo, el gen inyectado en los
experimentos de rata es sensible a la luz azul que tiene una pobre penetración
en el tejido limitando potencialmente su utilidad en animales grandes o en
seres humanos.
“Esto significa que las células afectadas
tienen que ser relativamente superficiales cerca de la superficie del corazón y
que una fibra óptica deben ser implantada con lo que el haz de iluminación tan
cerca como sea posible a las células”, dijo Gepstein. “Una solución potencial
en el futuro puede ser el desarrollo de proteínas sensibles a la luz similares
que serán sensibles a la luz en el espectro casi rojo o incluso infrarrojo, que
penetra el tejido mucho mejor, lo que permite la iluminación desde una larga
distancia.”
Nota interesante: el primer marcapasos
cardíaco externo diseñado por John Hopps, Wilfred Bigelow y John Callaghan.
Hopps ingeniero eléctrico fue contratado a medio tiempo por el Consejo de
Investigación Nacional de Canadá y diseñó lo que fue quizás el primer
dispositivo electrónico construido específicamente como un marcapasos cardíaco.
Se trataba de una unidad externa impulsada por tubos de vacío. Los impulsos
eléctricos se transmiten a través de un catéter electrodo bipolar de las
aurículas con un enfoque transvenoso. La estimulación auricular se lograba con
facilidad y la frecuencia cardíaca podía ser controlado sin contracciones
dolorosas de la pared del pecho.
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