Un posible tratamiento para ataques de corazón usando bacterias y luz

Javier Peláez
Una nueva técnica basada en bacterias fotosintéticas podría ayudar con los infartos
Una nueva técnica basada en bacterias fotosintéticas podría ayudar con los infartos

Los problemas cardiovasculares representan la principal causa de muerte en el mundo. Según la Organización Mundial de la Salud, las cardiopatías isquémicas se sitúan como primera causa de muerte en la mayoría de países, solo superada por las infecciones de las vías respiratorias en los países con menores ingresos económicos.

Por supuesto los avances de la Medicina han conseguido que un buen número de pacientes logren sobrevivir tras sufrir un infarto, sin embargo, tras un ataque al corazón nuestro órgano queda dañado de forma permanente y se eleva el riesgo de volver a sufrir un nuevo ataque, además de otras complicaciones cardiovasculares.

Hoy por hoy, reparar completamente nuestro corazón tras sufrir un infarto de miocardio es un problema que todavía no tiene solución. La zona afectada se cicatriza y queda lesionada permanentemente elevando el riesgo de un nuevo ataque.

Hace ya unos años, en 2012, y en esta misma sección de ciencia de Yahoo, nos hacíamos eco de un spray bioeléctrico que funcionaba en forma de parche cardíaco aplicando cargas eléctricas con el objetivo de reactivar e incluso regenerar placas de células en el músculo.

Esta semana, investigadores de la Universidad de Stanford han publicado en la sección Advances de la Revista Science un nuevo y prometedor paso en el arduo camino para conseguir recuperar un corazón infartado.

La bacteria Synechococcus elongatus produce oxígeno al contacto con la luz
La bacteria Synechococcus elongatus produce oxígeno al contacto con la luz

Se conoce como isquemia y consiste en la disminución o detención del aporte de oxígeno y otros nutrientes a cualquier órgano de nuestro cuerpo. Puede producirse en cualquier parte de nuestro organismo, como el cerebro, el riñón o el corazón, y esa falta de riego sanguíneo puede terminar siendo una embolia, una trombosis o un infarto cerebral. Cuando el órgano afectado por esa disminución de riego sanguíneo es el corazón se producen los temidos infartos agudos de miocardio.

Para hacer frente a estas situaciones se utilizan diferentes fármacos, o incluso cirugías como el célebre bypass vascular, con los que se intentan recuperar la irrigación sanguínea al órgano afectado.

Con este nuevo estudio, los investigadores de Stanford han desarrollado una nueva manera de aportar oxígeno al corazón afectado por un infarto mediante la utilización de una bacteria fotosintética que produce oxígeno cuando recibe luz.

Al igual que las plantas realizan la fotosíntesis, la cianobacteria Synechococcus elongatus puede convertir dióxido de carbono en oxígeno cuando se expone a la luz. Esta capacidad de la bacteria llevó a los investigadores de Stanford a preguntarse si podría ser de alguna utilidad para aportar oxígeno a las zonas afectadas por la falta de riego sanguíneo.

Como es habitual, el primer acercamiento se realizó en placas de Petri donde utilizaron las cianobacterias junto a células cardíacas de ratones. Los experimentos fueron muy satisfactorios puesto que las bacterias S. elongatus comenzaron a producir oxígeno al recibir luz y las células de los roedores se beneficiaron, aprovechando ese aporte extra.

El siguiente paso fue introducir estas bacterias en los corazones de ratones de laboratorio, a los que se les bloqueó el riego sanguíneo para producir un infarto. Cuando la insuficiencia empezó a afectar el órgano de los roedores, los investigadores brindaron luz a las cianobacterias y efectivamente funcionó: El nivel de oxígeno se incrementó más de 25 veces el que presentaban antes del infarto, mejorando la actividad cardiaca de los ratones.

Las células cardiacas se beneficiaron del aporte extra de oxígeno y fueron capaces de utilizarlo para mitigar los efectos del ataque al corazón que estaban sufriendo.

Por otro lado, el estudio contó con otro grupo de roedores de control a los que se les introdujeron estas bacterias, pero no fueron expuestas a la luz. Los resultados fueron significativos: Los ratones del primer grupo, que recibieron las bacterias y también la luz, mejoraron notablemente sus funciones cardiovasculares y vivieron más tiempo que los roedores del grupo de control.

Los ratones a los que se aplicó esta técnica se beneficiaron del aporte extra de oxígeno
Los ratones a los que se aplicó esta técnica se beneficiaron del aporte extra de oxígeno

Por supuesto queda mucho trabajo por delante. Hasta ahora esta novedosa técnica tan solo se ha probado en placas de Petri y ratones de laboratorio, por lo que no se puede afirmar automáticamente que también sirva para seres humanos. Además, todavía quedan muchas incógnitas sobre cómo pueden afectar estas cianobacterias al organismo humano. Y finalmente, tampoco sabemos aún cómo podríamos llevar luz hasta las bacterias una vez que están inoculadas en el interior del corazón… posiblemente necesitaríamos cirugía, al igual que en los casos de bypass.

La investigación resulta sorprendente y aunque aún quedan muchas cuestiones por resolver, los científicos responsables del estudio ya han anunciado que su siguiente paso será buscar solución a algunas de estas incógnitas utilizando modelos de estudio y control más similares a los humanos.

Referencias científicas y más información:

Jeffrey E. Cohen, Andrew B. Goldstone, Michael J. Paulsen, Joseph Woo, et al. “An innovative biologic system for photon-powered myocardium in the ischemic heart” Science Advances, Jun 2017:Vol. 3, no. 6 DOI: 10.1126/sciadv.1603078