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La investigación del fibroblasto podía llevar a las opciones a los marcapasos electrónicos implantados

En experimentos del conejillo de Indias, los científicos de Johns Hopkins fundieron las células comunes del tejido conectivo tomadas de los pulmones con las células musculares de músculo cardíaco para crear los marcapasos biológicos seguros y de manera efectiva cuyas células pueden encender en sus los propio y regular naturalmente la batido rítmica del músculo.

“Este trabajo con los fibroblastos podría pavimentar la manera a una opción a los marcapasos electrónicos implantados,” dice a Eduardo Marbán, M.D., Ph.D., profesor y jefe de la cardiología en Hopkins y su instituto del corazón. “Tal “biopacemaker” es una opción potencialmente importante para los pacientes en un riesgo demasiado alto para la infección o quién son físicamente demasiado pequeños acomodar los marcapasos mecánicos.”

Dos equipos de “células establecimiento del paso electroactive minúsculas” dan lugar al ritmo normal del corazón estimulando otras células para contratar en ciertas series. Los arrythmias potencialmente fatales ocurren cuando se dañan estas células de establecimiento del paso o mueren, y los marcapasos implantados han sido salvavidas para los 250.000 americanos estimados al año que puede tolerarlos.

Las conclusión de Hopkins, ser presentado el 16 de noviembre en las sesiones científicas anuales de la asociación americana del corazón en Dallas, están entre varias aproximaciones que los científicos están tomando para desarrollar biopacemakers. Qué hace que el Hopkins se acerca destaqúese, dice Hee Cheol Cho, Ph.D., profesor investigador postdoctoral de la cardiología en Hopkins, es que los fibroblastos están encontrados en la carrocería, incluso en piel. “Proliferan bien y crecen rápidos y cuando están fundidos con el músculo cardíaco, las células de la forma que son muy estables. Así, nuestro método parecería al más seguro y el más conveniente hasta ahora,” él dice.

Otras tecnologías del biopacemaker, notas de Cho, adenovirus del uso como parte de la terapia génica para llevar genes de establecimiento del paso en el corazón, o para utilizar combinaciones de las terapias del gen y de célula madre que pueden causar la inflamación cardiaca o el incremento incontrolado de la célula que causan arritmias en vez de pararlas.

“Es muy difícil conducir a las células madres en la formación exactamente de la clase de célula necesaria, pero no así que con los fibroblastos,” él dice.

En su conejillo de Indias estudia, Cho, junto con otros en Hopkins, las células musculares de músculo cardíaco regulares con éxito combinadas que no tienen ninguna capacidad de establecimiento del paso con los fibroblastos tomados de los pulmones de los animales. Los fibroblastos habían sido alterados agregando HCN1, un gen que cifra para los canales del ión del potasio, y otro gen, si, que produce las proteínas implicadas en la transmisión de señales eléctrica, llamado los marcapasos canaliza. Tales canales son las estructuras que permiso señales eléctricas, los iones de la proteína, pasar dentro y fuera de las células.

En el plazo de tres minutos de fusión, las células mostraron signos de formar sus propios canales del ión del potasio y comenzaron a generar su propia corriente eléctrica, una como las células de establecimiento del paso naturales del corazón. El efecto duró por lo menos dos semanas. Las personas también fundieron las células musculares de músculo cardíaco con los fibroblastos del mando que genético no habían sido alterados, pero ninguna actividad de los marcapasos se convirtió.

El análisis subsiguiente del tejido del biopacemaker de Hopkins mostró que las células musculares habían incorporado el gen de establecimiento del paso en su propio citoplasma (el material dentro de la membrana celular pero fuera del núcleo) y eran capaces de generar una corriente eléctrica, efectivo girándolos en las células de establecimiento del paso. De hecho, si fue expresado solamente en las células del biopacemaker - no en células musculares de músculo cardíaco solamente o en las células musculares de músculo cardíaco fundidas con los fibroblastos del mando.

En un segundo experimento, cuando los fibroblastos genético alterados fueron inyectados en los corazones de los animales - que químicamente habían sido reducidos - ellos fundió con las células musculares de músculo cardíaco y cuadruplicó ritmos cardíacos a los niveles casi mitad-normales. Las pruebas realizadas para registrar la actividad eléctrica de los corazones mostraron que los fibroblastos del canal de los marcapasos, después de fundir con el músculo cardíaco, ayudaban a la guía el latido del corazón, mientras que los fibroblastos del mando inyectados en los corazones de otros conejillos de Indias no mostraron ningún aumento en actividad eléctrica.

De “los ritmos cardíacos estos animales fueron idos a un paro, pero los biopacemakers asumieron el control,” Cho dice. Estas células cuadruplicaron los ritmos cardíacos de los animales, a partir de una batido cada dos segundos a dos batidos por segundo. “Esto muestra que las células fundidas pueden encender espontáneamente, el sello de células de establecimiento del paso.”

Mientras que los marcapasos electrónicos funcionan, tienen limitaciones, notas Cho. La batería del dispositivo se debe cambiar periódicamente, un tubo permanente del catéter se debe implantar en el pecho para permitir el acceso a los marcapasos, y los diodos que llevan la corriente eléctrica se deben embutir en el corazón, creando riesgos de la infección.

En otro experimento, llevado por el profesor investigador Yuji Kashiwakura, Ph.D. de la cardiología de Hopkins, las personas de Hopkins mostraron que un canal alterno del ión del potasio en las células musculares se podría convertir a un canal de establecimiento del paso del ión, un mecanismo de reserva que podría proteger el corazón contra accionar el rechazo del biopacemaker.