Crearon un pez artificial que podía nadar a partir de células del corazón
Los peces fueron creados a partir de células miocárdicas humanas cultivadas en tiras de laboratorio recubiertas de gelatina por investigadores de la Universidad de Harvard y la Universidad de Emory, según un comunicado de esta última . Los peces biohíbridos pueden nadar imitando las contracciones del músculo cardíaco real. “Nuestro resultado más importante es que pudimos construir un músculo vivo que puede controlar y programar su propio movimiento sin ningún otro mecanismo de control”, dijo Sung-Jin Park, ingeniero biomédico que participó en la investigación posdoctoral.
Park dijo que los resultados de su equipo de investigación también podrían usarse para diseñar marcapasos biológicos que podrían ser una alternativa potencial a los marcapasos electrónicos. Como implante a largo plazo, los marcapasos biológicos podrían incluso crecer junto con los pacientes si se implantan en pacientes cuando son niños. “ Nuestro objetivo final es crear un corazón artificial que se pueda implantar en los cuerpos de los niños enfermos en lugar de un corazón que funciona mal”, agregó Kevin Kit Parker, autor principal de un estudio en la revista científica Science .
Por primera vez en el mundo, se implantó un corazón de cerdo modificado genéticamente en el cuerpo de un hombre de 57 años, David Bennett . Esta era la única forma en que sus médicos podían salvar la vida del paciente.
¿Cómo nadan los peces artificiales?
«En lugar de depender de imágenes de diagnóstico del corazón por imágenes, identificamos los principios biofísicos clave que hacen que un corazón funcione. Luego los usamos como criterio de diseño y los copiamos en un sistema: un pez flotante vivo donde es mucho más fácil evaluar su éxito . ”, explicó Parker. La aleta caudal del pez está cubierta en una capa por células miocárdicas a cada lado. Cuando un lado del músculo se contrae, el otro se ve obligado a estirarse. Como resultado del estiramiento, se abre un canal iónico sensible al movimiento mecánico, que permite el ingreso de iones cargados, generando así una contracción también en este lado.
Los investigadores también crearon un nodo de estimulación autónomo que se comporta como un marcapasos, regulando la frecuencia y el ritmo de las contracciones espontáneas. Juntos, esto crea un movimiento continuo, espontáneo y coordinado de la cola hacia adelante y hacia atrás , lo que permite que el pez artificial nade. El sistema funcionará durante más de cien días y evolucionará con el tiempo. A medida que las células maduran más y más durante el primer mes, la contracción de los músculos se fortalece, la velocidad de natación de los peces se acelera y la coordinación muscular también mejora. Finalmente, los peces biohíbridos pueden nadar casi tan rápido como una cebra salvaje, modelados por los investigadores de todos modos.
Las células miocárdicas humanas utilizadas en la investigación se generaron a partir de células madre pluripotentes inducidas ( iPS ) , que se derivaron originalmente de células de la piel humana.
