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Los modelos 3D del corazón sugieren que restaurar la frataxina podría tratar la disfunción cardíaca en la ataxia de Friedreich

La normalización de los niveles cardíacos de frataxina a través de la terapia génica o una estrategia alternativa podría ser un tratamiento efectivo para los síntomas cardíacos en pacientes con ataxia de Friedreich (FA), como lo sugieren los tejidos tridimensionales (3D) del corazón fabricados en el laboratorio, sugiere un estudio.

El estudio, "La correlación entre la expresión de frataxina y la contractilidad revelada por los modelos de tejido cardíaco de ataxia de Friedreich in vitro diseñados a partir de células madre pluripotentes humanas ", apareció en la revista Stem Cell Research and Therapy .

Aunque los estudios unicelulares que usan cardiomiocitos (células del músculo cardíaco) derivadas de las células madre de los pacientes proporcionaron información valiosa sobre la disfunción cardíaca en la FA, ningún enfoque es capaz de evaluar cambios complejos a nivel de tejido, como el impacto en la contractilidad. Del mismo modo, los estudios en animales han tenido una relevancia limitada debido a las diferencias con la fisiología y el metabolismo humanos.

Por lo tanto, una colaboración de Novoheart y la Unidad de Investigación de Enfermedades Raras de Pfizer está tratando de abordar estas brechas a través de modelos funcionales de FA específicos de cada especie. Estos modelos utilizan tejidos cardíacos 3D diseñados a partir de cardiomiocitos ventriculares derivados de células madre que carecen de frataxina (o FXN), la proteína producida en niveles más bajos en pacientes con FA.

Específicamente, las láminas anisotrópicas cardíacas ventriculares humanas de Novoheart (que imitan las propiedades estructurales y funcionales del corazón) y las tiras de tejido cardíaco ventricular humano  , ambas dentro de la plataforma MyHeart Platform de la compañía, se utilizaron para evaluar cómo los niveles reducidos de frataxina afectan la actividad eléctrica y la contracción cardíaca, respectivamente.

Los resultados revelaron que las tiras de tejido con niveles más bajos de frataxina tuvieron una reducción del 75% al 80% en la fuerza de contracción en comparación con los controles sanos, así como tasas de contracción y relajación que fueron tres veces más lentas. Las células FA también mostraron defectos en la actividad eléctrica, como una mayor duración de los potenciales de acción (impulsos eléctricos).

Los datos mostraron además que cuanto mayor es la producción de frataxina, mayor es la contractilidad . El uso de vectores virales para restaurar los niveles de proteína y ARN de frataxina también normalizó la contractilidad de las células cardíacas en comparación con los controles.

"Traslacionalmente, la correlación positiva entre la expresión y la contractilidad de FXN y los resultados de nuestros experimentos de rescate ponen de relieve el potencial de la restauración de FXN por moléculas pequeñas o terapia génica como una estrategia terapéutica eficaz para suprimir o incluso revertir los síntomas cardíacos de [FA]". Los investigadores escribieron.

Del mismo modo, otro estudio utilizó células cardíacas de donantes sanos para descubrir que la plataforma MyHeart, a través de tiras de tejido cardíaco y cámaras organoides , el único modelo actual de tejido cardíaco humano que refleja el bombeo de sangre por el corazón, dice la compañía, identificó correctamente casi el 90% de las compuestos proporcionados por Pfizer.

Además, la Plataforma mostró una mayor sensibilidad a las moléculas que estimulan la contracción del músculo cardíaco.

"Estas publicaciones revisadas por pares de nuestras colaboraciones en curso con Pfizer muestran la solidez de nuestras construcciones de corazón bioingeniería como herramientas de detección de drogas y de modelado de enfermedades específicas para humanos de próxima generación", dijo Kevin Costa, director científico de Novoheart, en un comunicado de prensa .

"En base a estos resultados emocionantes, podemos expandir nuestra Plataforma MyHeart versátil mediante el desarrollo de modelos adicionales de enfermedad cardíaca humana", para desarrollar "terapias más seguras y efectivas para pacientes en todo el mundo", agregó Costa.

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