Dispositivos que auxilian al corazón a bombear sangre mientras el paciente aguarda por un trasplante, técnicas quirúrgicas menos invasivas y un hidrogel que, en el futuro, va a permitir la impresión 3D de órganos y tejidos en laboratorio. Esas son algunas de las soluciones que están siendo desarrolladas por investigadores paulistas para combatir la principal causa de muerte en el país y el mundo: las enfermedades cardiovasculares.
Las innovaciones apuntan a crear alternativas terapéuticas para pacientes con afecciones graves, como es el caso de la insuficiencia cardíaca, responsable de 27.500 muertes anuales en el país según la Sociedad Brasileña de Cardiología (SBC). Según la entidad, cada 90 segundos muere una persona en Brasil como resultado de distintos problemas cardíacos.
“Un trasplante en Brasil demora unos dos años. Además de la oferta limitada de órganos, es necesario tener en cuenta una serie de factores que dificultan el procedimiento. El número de pacientes con problemas cardiovasculares es muy grande y, por lo tanto, es importante desarrollar dispositivos en el país a precios más accesibles ", dijo José Roberto Cardoso, investigador de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (Poli-USP), durante el ciclo ILP-FAPESP de Ciencia e Innovación sobre "Nuevas Tecnologías para el Corazón".
El evento fue organizado por FAPESP y el Instituto Legislativo Paulista en la Asamblea Legislativa de São Paulo (Alesp), en diciembre. La próxima reunión de la serie será el 26 de marzo y tendrá el tema Industria 4.0.
Asistencia ventricular
El equipo de Cardoso, que incluye investigadores del Instituto Dante Pazzanese de Cardiología, desarrolló un dispositivo de asistencia ventricular para pacientes adultos con insuficiencia cardíaca, una condición en la que el órgano no puede bombear sangre correctamente.
El equipo sirve como una bomba para ser implantada al lado del corazón del paciente, para complementar o suplir la función cardíaca deteriorada. El proyecto es apoyado por FAPESP.
"El dispositivo busca auxiliar al corazón debilitado durante el período de espera para el trasplante, manteniendo los niveles fisiológicos de presión y flujo, reduciendo la mortalidad de los pacientes en la lista de espera y después del trasplante", dijo.
Según el Registro brasileño de trasplantes, en 2016 se realizaron 353 trasplantes de corazón en Brasil. Los estudios indican que la mortalidad de los pacientes en la lista de espera puede alcanzar el 40%.
"Necesitamos encontrar una solución nacional y no simplemente copiar los materiales utilizados en el extranjero, que son caros e inviables para el Sistema Único de Salud. En la comparación entre un dispositivo importado y uno nacional, el importado sería de R$ 800 mil, mientras que el nacional está en R$ 100 mil ”, dijo.
Otro proyecto, también respaldado por FAPESP, busca desarrollar un dispositivo de asistencia ventricular para pacientes pediátricos que necesitan un trasplante de corazón. La investigación ganó el premio Péter Murányi 2015.
“En nuestro país, no tenemos opción de asistencia circulatoria a largo plazo para pacientes cardíacos pediátricos y juveniles con insuficiencia cardíaca grave. Es un grupo de pacientes con necesidades específicas. Estamos desarrollando una bomba pulsátil que actúa conectada al corazón a través de cánulas ”, dijo Idágene Cestari, directora de la División de Bioingeniería del Instituto del Corazón, del Hospital de Clínicas de la Faculdad de Medicina (FM) de la USP.
Según el investigadora, la bomba del dispositivo está controlada por una consola al lado de la cama, donde se ajustan todos los parámetros de soporte al corazón, como la frecuencia de los latidos de la bomba, por ejemplo. “Este sistema de apoyo requiere hospitalización del paciente y está indicado para pacientes en lista de espera para trasplante cardíaco. En otro proyecto en esta misma línea de investigación, estamos desarrollando un dispositivo implantable que permite asistencia por más tiempo y no requiere que el paciente sea hospitalizado después de la implantación del dispositivo ”, dijo Cestari.
Prótesis inédita
También se presentó durante el ciclo ILP una técnica conocida como endobentall , que combina dos tecnologías, la inserción de válvulas por catéter y stents, para crear una prótesis única, que se puede insertar a través de la pierna del paciente y llevarla al corazón. El método puede reemplazar la cirugía mayor en la válvula cardíaca y la arteria aórtica.
“Gracias a la técnica, desarrollada con el apoyo de FAPESP, hoy ya no necesitamos abrir el tórax del paciente y detener el corazón para tratar una enfermedad grave, como la estenosis aórtica asociada con el aneurisma aórtico ascendente. Esto ciertamente contribuirá a la reducción del riesgo y la mortalidad de estos pacientes ”, dijo Diego Felipe Gaia dos Santos, profesor de Cirugía Cardiovascular en Unifesp.
El equipo liderado por Gaia fue el primero en tratar, en humanos, problemas en la válvula aórtica (flujo sanguíneo desde el corazón) y al mismo tiempo la aorta ascendente (vaso que transporta sangre al corazón y otros órganos) sin la necesidad de abrir el paciente
Órganos del futuro
Otros métodos de ingeniería presentados tienen como objetivo desarrollar órganos y tejidos artificiales en el futuro. La compañía TissueLabs, apoyada por el Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE-FAPESP), desarrolla un hidrogel que permite la impresión 3D de órganos y tejidos en el laboratorio.
La startup fabrica y vende hidrogeles de diferentes tejidos a investigadores de todo el mundo. El material puede ser usado tanto en estudios in vitro como en modelos animales.
Para producir el hidrogel, la empresa usa órganos de animales. “Retiramos todas las células de los órganos de cerdos, dejando sólo la matriz extracelular, las proteínas comunes a todos los animales (tanto a humanos como a cerdos). A partir de esa matriz fabricamos el hidrogel, que está mezclado con células madres o inclusive con células adultas ya diferenciadas. Con ello, es posible imprimir esa composición en formato tridimensional de un órgano o de un tejido”, dijo Gabriel Liguori, investigador del InCor.
Para fines didácticos, Liguori acostumbra trazar un paralelo entre la técnica y la construcción de una casa. ““Los ladrillos serían las células, y nuestro material, el cemento. Nuestro objetivo es proporcionar apoyo para que las células madre tengan una estructura tridimensional ”, dijo.
“Está claro que estos cuerpos aún están muy lejos de ser realmente funcionales. Con nuestro material ya es posible fabricar tejidos, incluso para estudios in vitro. En el futuro, el objetivo es la fabricación de órganos para trasplante ”, dijo.