Un corazón en chip replantea la evaluación de toxicidad farmacológica

El desarrollo de nuevos fármacos se enfrenta a una elevada tasa de fracaso, con aproximadamente el 90% de los candidatos descartados antes de llegar a los pacientes. La cardiotoxicidad, el daño que algunos medicamentos pueden causar al corazón, es una de las principales causas de este abandono. Sin embargo, una investigación conjunta del grupo de Potencia de células madre de RegenBell (IDIBELL) y el IMB-CNM-CSIC, detallada en un artículo publicado en The Conversation España, propone que el problema podría residir, en parte, en los modelos de laboratorio empleados para su estudio.

Tradicionalmente, la evaluación de la toxicidad en la investigación preclínica ha dependido de modelos animales y cultivos celulares que priorizan los cardiomiocitos, las células responsables de la contracción cardíaca. No obstante, el corazón es un órgano con una complejidad superior, que incluye fibroblastos para soporte estructural y células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos y regulan procesos biológicos. Estos modelos simplificados, que excluyen las células endoteliales, no replican la ruta fisiológica completa de los fármacos en el organismo, donde la sustancia primero circula por el sistema vascular antes de alcanzar el corazón.

El equipo científico ha desarrollado un modelo de corazón en chip que aborda esta limitación. Este dispositivo en miniatura integra los tres tipos principales de células cardíacas humanas (cardiomiocitos, fibroblastos y células endoteliales), todas derivadas de una misma línea de células madre para minimizar la variabilidad genética. Las células se organizan en compartimentos separados por una membrana semipermeable, atravesados por un flujo continuo de líquido que emula la circulación sanguínea.

Para validar este enfoque, el modelo fue expuesto a doxorrubicina, un quimioterapéutico ampliamente utilizado y conocido por sus potenciales efectos cardiotóxicos. Los resultados revelaron una diferencia significativa: mientras que los modelos convencionales sin células endoteliales mostraron un deterioro estructural y funcional importante en los cardiomiocitos, en el modelo con una capa endotelial protectora, la capacidad contráctil y la organización celular se mantuvieron en gran medida. Esto sugiere que las células endoteliales no solo regulan la llegada de los fármacos al corazón, sino que también pueden activar mecanismos que amortiguan parte de su toxicidad. Esta observación indica que algunos modelos actuales podrían estar sobrestimando el riesgo de ciertos compuestos al no considerar el papel protector de la capa endotelial, abriendo la puerta a una evaluación más precisa y potencialmente salvando tratamientos prometedores de un descarte prematuro.