Un grupo de científicos de la Universidad de Harvard (Estados Unidos) crearon un pez biohíbrido con tejido muscular cardiaco humano e hidrogel, con el propósito de desarrollar en un futuro un corazón artificial.
Los investigadores desarrollaron el pez con base en un sistema biohíbrido, es decir dispositivos elaborados tanto de componentes biológicos como artificiales, que ayudan al conocimiento fisiológico de los seres vivos y a encontrar soluciones robóticas para problemas en la salud humana.
De acuerdo con el Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC), el experimento fue fabricado con un hidrogel gelatinoso, que en cada lado contiene una capa de tejido humano hecho con células madre de un corazón . Este funciona a manera que el pez al moverse, contrae y estira las capas del tejido, lo cual activa una proteína que logra el movimiento del pez de forma autónoma.
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Dicho sistema imita el mecanismo que hace latir el corazón constantemente, pues los tejidos se estiran y contraen de forma opuesta. Además, los especialistas incluyeron en el pez un marcapasos para controlar la frecuencia y el ritmo de las contracciones con ayuda de la técnica de optogenética, que mide los movimientos a través de pulsos de luz.
Las células humanas utilizadas en el pez fueron genéticamente modificadas para responder a las ondas lumínicas de la técnica usada, ya que variaron de rojo a azul; y activaron el movimiento del “animal”, se explica en un comunicado.
Debido a que los mecanismos (marcapasos, biocapa muscular) se mueven de forma autónoma, el pez genera un latido coordinado que logra el nado de éste durante días e incluso meses. Hasta ahora, los científicos consiguieron que el “animal robotizado” nade de forma continua durante 180 días.
“Nuestro concepto de bicapa muscular es el primero en demostrar que la señalización mecanoeléctrica de los cardiomiocitos –células del músculo cardíaco capaces de contraerse de forma espontánea e individual– puede inducir excitaciones y contracciones musculares autosostenidas durante largos periodos de tiempo (108 días, equivalente a 38 millones de latidos)”, señalan los autores, “y además, para controlar el ciclo de actuación en bucle cerrado, diseñamos un nodo de estimulación eléctrica autónomo, que mejoró la contracción espontánea”, explicaron los investigadores al portal español.
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Con este experimento, los investigadores desarrollaron una plataforma que ayudará a investigar la fisiología cardiovascular, así como a desarrollar un corazón artificial a futuro.
“Los peces biohíbridos equipados con estrategias de control intrínseco demostraron una natación cuerpo-caudal autosostenida, lo que pone de manifiesto el papel de los mecanismos de retroalimentación en bombas musculares como el corazón y los músculos”, concluyeron los expertos.
fjb