El Currículum

INSTITUTO QUÍMICO DE SARRIÀ DE BARCELONA

Carlos Semino: “Regenerar un corazón infartado para que recupere un 60 por ciento de su capacidad sería un gran avance”


Señala que el futuro pasa por la utilización de materiales inteligentes nanométricos

Félix Espoz. Madrid
Carlos Semino, del Instituto Químico de Sarrià de Barcelona, lidera un proyecto que cuenta con financiación de la Comisión Europea para lograr regenerar la capacidad cardiaca de los pacientes que han sufrido un infarto sin necesidad de un bypass. El experto explica la importancia de los materiales inteligentes nanométricos con los que trabaja.

¿Qué son los materiales inteligentes nanométricos?

La nanomedicina involucra a varias especialidades, como la matemática, la física, la biología y la química, así como el conocimiento médico. Los materiales inteligentes pueden hacer cosas por nosotros en dimensiones en las que nos sería imposible llegar con los instrumentos actuales. Por ejemplo, pueden trabajar para nosotros en dimensiones celulares. Como las células están en ambientes micro y nanométricos necesariamente tenemos que nadar trabajadores inteligentes para que ayuden a las células a generar varias funciones. El área actual más emergente es la medicina regenerativa. El concepto es tratar de asistir a los tejidos dañados con materiales y plataformas biomédicas para ayudar a que estas estructuras dañadas puedan empezar a regenerar.

Los materiales inteligentes tienen capacidad, no sólo estructural y mecánica, sino que, además, pueden liberar factores en el momento deseado, incluso monitorizar qué está pasando en ese tejido desde muy adentro.

¿Qué posible aplicación tienen en el campo de las enfermedades cardiovasculares?

Estos materiales se están utilizando para todo tipo de regeneración. El área de las enfermedades cardiovasculares es una de las de mayor desafío biomédico. El corazón es un músculo activo, que no puede estar relajado. Hay que regenerar una máquina en funcionamiento. Si bien es verdad que en operaciones a corazón abierto o en bypass se puede parar el corazón unas 8 horas, la regeneración puede llevar años. Hay que trabajar desde dentro de los tejidos, célula por célula. La manera de llegar ahí es con materiales que puedan ayudarnos a recrear un ambiente regenerativo.

El ambiente tras un infarto es muy inhóspito para las células. Es un lugar donde el crecimiento no existe. Se forma una cicatriz que es muy difícil de recuperar. Con la ayuda de estos materiales la idea es desintegrar esa matriz, que es como un queloide muy grande, y que poco a poco se vaya trasformando en tejido vivo. Y eso es uno de los grandes desafíos de la biomedicina.

Otro gran desafío es tratar de llevar células a estas zonas, como las células madres, aunque en los últimos años se ha visto que es un fracaso. Las células al llegar ahí, pese a tener un gran potencial, son inexpertas y muy delicadas. En un ambiente tan mecánica y eléctricamente competitivo se mueren. Lo que necesitamos es tratar de entrenar esas células y llevarlas en un material que las ayude a recuperar y adaptarse a ese ambiente cardiaco.

¿Cuáles son las líneas de investigación que está llevando a cabo?

Tenemos que convencer al tejido de que vuelva atrás en el tiempo. La regeneración son procesos en los que se recrea la embriogénesis. Y ese es el paradigma en el que trabajamos. El problema de recrear la embriogénesis es que son tejidos mucho más blandos y más laxos. A la hora de desarrollarse el corazón la exigencia biomecánica no es tan grande que con la de un corazón adulto. Si somos capaces que ese tejido se regenere, lo más probable es que ese tejido se trasforme en un tejido más laxo y comience a dilatarse. Sería peor la solución. Mucho de los enfermos cardiacos mueren por dilataciones cardiacas.

Tenemos que contener al corazón a la vez que se regenera. Ese es el desafío. Para ello trabajamos con materiales elastoméricos, que son como elásticos que imitan la mecánica del corazón. Pero, por si mismos no sirven. Necesitamos materiales nanométricos que se combinen con estos para que cumplan la función mecánica y darle el ambiente a las células para que lleguen a este lugar y estén cómodas. Las células deben estar entrenadas mecánicamente, adaptadas al nuevo ambiente, pero sin que sean músculo. Si las ponemos como músculo serían una solución mala, ya que tendrían su propio y ritmo y podrían generar arritmias.

Hay muchas variables y hay que tener cuidado para controlarlas. La única manera son grupos interdisciplinares muy especializados. Es lo que hacemos aquí, con la ayuda del hospital Can Ruti y con un consorcio europeo. Hay biofísicos, cirujanos cardiacos, biólogos celulares, etc. Es la única manera en la que podemos lograr algún tipo de beneficio.

¿Qué tan cerca está la aplicación de estos materiales de la práctica clínica?

Ciertos materiales se han usado para válvulas cardiacas o en diferentes implantes; están siendo utilizados, son biocompatibles y seguros. Con este nuevo tipo de material más elástico, con un perfil para músculo, pensamos que en unos dos o tres años podemos tener el material elastomérico listo como para hacer pruebas con pacientes. Nuestra intención actual no es ir rápidamente a probarlo en humanos, sino tratar de probar el concepto que tenemos en animales, en cerdos u ovejas, que tienen el corazón muy parecido al humano. Y en dos o tres años comenzar la aplicación en humanos.

Como ya comentamos el material elastomérico puede ofrecer algún tipo de ayuda en la contención del corazón dilatado, pero lo que si va a marcar la diferencia con las plataformas que existen actualmente es la aplicación de los materiales nanométricos inteligentes para ayudar a que las células estén bien, en un ambiente adecuado y que puedan decidir pasar del material hacia el tejido. Eso posiblemente lleve más tiempo.

La intención del grupo no es crear falsas expectativas. No estamos hablando de regenerar el 100 por ciento. Imagínese una persona que tiene una capacidad cardiaca de un 33 por ciento que está luchando entre la vida y la muerte. Si podemos aumentar esa capacidad en un 15 por ciento la vida le cambia totalmente. Si llegamos a un 60 por ciento de capacidad ya sería un gran avance. Sobre todo si vemos que esas células que estamos implantando forman parte de ese miocardio nuevo.

Tenemos el gran desafío de tratar de comprender estas células, saber cuáles son los parámetros que tenemos que manejar para que estas células se incorporen y formen tejido nuevo. Probablemente hasta que esto llegue habrá algún avance progresivo en cuanto a la contención de la dilatación, que en dos o tres años seremos capaces.

¿Una vez desarrollados el precio de estos materiales puede ser un obstáculo para su aplicación?

De nada sirve una plataforma demasiado cara. Una de las grandes ideas de la nanomedicina es alta tecnología a muy bajo precio. Estos materiales no son caros, algunos son derivados del plástico y de polímeros y son biodegradables. El precio no debe ser una limitación para la terapia. Tal vez tardemos más en desarrollar materiales baratos, pero es el objetivo. Los materiales nanométricos inicialmente son caros, porque son prototipos, pero muy rápidamente, si se empiezan a comercializar, la idea es que el precio no sea una barrera.

Conjuntamente con los materiales también estamos desarrollando con los cardiólogos nuevas maneras de terapia. Están acostumbrados a utilizar cierto tipo de tecnologías. Tenemos que entrar con ellos a los quirófanos y ver cuáles son los problemas. Hay que poner al cirujano en el laboratorio de química y al investigador en la sala operatoria, para así entender el área del otro.