La pasión que Leonardo da Vinci sentía por las máquinas y que le llevó a diseñar dispositivos que se harían realidad muchos siglos después, como un parapente, una escafandra o un helicóptero, se traducía también en su admiración por la máquina más perfecta: el cuerpo humano.
“Leonardo ha sido reconocido durante mucho tiempo como uno de los grandes artistas del Renacimiento, pero también fue un pionero en la comprensión de la anatomía humana. Como ingeniero y artista quería saber no solo cómo se construía el cuerpo, sino también cómo funcionaba”, dice Declan O’Regan, director del grupo de imágenes cardíacas computacionales del MRC Instituto de Ciencias Médicas de Londres (Reino Unido).
En los inicios del siglo XVI, Da Vinci dibujó por primera vez la intrincada red de fibras musculares del corazón, llamadas trabéculas, que forman patrones geométricos en la superficie interna de este órgano. Ya entonces, el genio especuló que con esta red de fibras sirven para calentar la sangre a medida que fluye por el corazón, pero no tenía forma de comprobarlo.
Hoy, un equipo de científicos entre los que figura O’Regan está más cerca de averiguarlo. “Solo ahora, con técnicas modernas de imágenes, simulaciones por ordenador y genética podemos comenzar a responder esas preguntas”, afirma el cardiólogo, su investigación, publicada en la revista Nature, ha contado con la inteligencia artificial para procesar 25,000 imágenes de resonancia magnética del corazón, a las que se sumaron los datos genéticos asociados. Con esta información, los autores han concluido que la superficie rugosa de los ventrículos del corazón permite que la sangre fluya más eficientemente durante cada latido.
Otra de las conclusiones del estudio es que la forma de estas fibras musculares influye en el funcionamiento del corazón, lo que podría estar relacionado con la enfermedad cardíaca. Para confirmarlo, los científicos analizaron datos genéticos de 50,000 pacientes y encontraron que diferentes patrones en esta red tienen que ver con el riesgo de desarrollar insuficiencia cardíaca.
“Aún necesitamos entender cómo la sangre que fluye alrededor del corazón interactúa con estos hilos musculares. Esto nos ayudará a identificar a los pacientes con mayor riesgo de desarrollar complicaciones de enfermedades cardíacas”, dice O’Regan.
El cardiólogo recuerda que esta es solo una de las muchas preguntas que siguen sin responder sobre este poderoso órgano. Para resolverlas, los científicos se están ayudando de técnicas como la inteligencia artificial o de imágenes muy precisas como la resonancia magnética, que les permiten realizar fácilmente una disección del corazón humano en 3D que ni Leonardo hubiera imaginado.
Entre estos avances figura también el corazón bioartificial, que, a día de hoy, sigue siendo una utopía. “Pese a ser un campo con ciertos años de recorrido, todavía necesita más investigación para llegar a ser una realidad, de lo que no cabe duda que veremos en un futuro”, mantiene Carolina Gálvez-Montón, directora adjunta del grupo de investigación ICREC, que pertenece al Instituto del Corazón del Hospital Universitario Germans Trias i Pujol (Barcelona).
Los estudios se están realizando in vitro y con modelos animales, y consisten en tratar a este órgano como si fuera nuevo, quitándole todas las células animales pero conservando sus estructuras para repoblarlas con un nuevo tejido muscular y vascular compatible con el del ser humano. Este corazón sería el que se trasplantaría a la persona que lo necesitara y evitaría tener que depender de los órganos humanos donados. Para llegar a este objetivo, los científicos trabajan desde varios frentes: las células madre con el potencial de generar nuevos tejidos, las impresiones 3D que cada vez se usan más para generar miniórganos y la simulación por ordenador para analizar las contracciones y relajaciones del tejido cardíaco de este nuevo órgano.
En España, Antoni Bayés-Genís, director del Instituto del Corazón y del grupo ICREC, es uno de los referentes. “El laboratorio de investigación ICREC lleva más de una década investigando el corazón artificial y consiguió hace dos o tres años un modelo viable para la transferencia a humanos”, destaca. En concreto, lo que han desarrollado es una estructura 3D de dieciséis centímetros cuadrados que está formada por pericardio la membrana que rodea al corazón descelularizado rellenado posteriormente con un tipo de células madre las MSC, derivadas del cordón umbilical. Los científicos han iniciado un ensayo clínico en fase 1 que contará con doce pacientes. “En uno o dos años, podremos confirmar su seguridad y avanzar a ensayos clínicos de mayor tamaño para valorar su eficacia señala Bayés-Genís. El reto de la ingeniería tisular cardíaca es enorme, pero también son inmensas las posibilidades que ofrece para mejorar la calidad y cantidad de vida de nuestros pacientes”, añade el cardiólogo.
