Investigadores israelíes reinventan el marcapasos y ahora no usa electricidad.

Más de 3 millones de personas en todo el mundo usan marcapasos electrónicos implantados, un número semejante a toda la población de un país como Uruguay por ejemplo.

Investigadores israelíes han establecido con éxito un nuevo enfoque para estimular el corazón y la sincronización de su actividad mecánica sin el uso de un marcapasos eléctrico convencional. Esta nueva estrategia biológica emplea genes sensibles a la luz que se pueden inyectar en el corazón y luego se activan por destellos de luz.

Más de 3 millones de personas en todo el mundo usan marcapasos electrónicos implantados, un número semejante a toda la población de un país como Uruguay por ejemplo.

Si el marcapasos biológico puede ser adaptado a los seres humanos, podría ayudar a los pacientes a evitar muchos de los inconvenientes de los marcapasos eléctricos. Estos incluyen el procedimiento quirúrgico necesario para implantar el dispositivo, el riesgo de infección, la limitación en el número y la ubicación de los cables de estimulación utilizada, la posible disminución de la función cardíaca resultante del cambio en el patrón de activación eléctrica normal, y las limitaciones de implantación en los niños.

La indicación más frecuente para un marcapasos es el tratamiento de un latido cardiaco lento que puede poner a los pacientes en riesgo de sufrir desmayos, insuficiencia cardíaca e incluso la muerte.

Los marcapasos funcionan enviando señales eléctricas al corazón para regular los latidos del corazón. Los marcapasos también se pueden utilizar para terapia de resincronización cardiaca (CRT), un enfoque con el objetivo de sincronizar la contracción de los dos ventrículos del corazón con el fin de mejorar la función cardiaca, el estado de los síntomas y disminuir la mortalidad en algunos pacientes que sufren de insuficiencia cardíaca.

El nuevo enfoque optogenética para estimulación cardiaca y resincronización fue desarrollado por el profesor Lior Gepstein y el Dr. Udi Nussinovitch del Instituto Technion-Israel de Tecnología Rappaport Facultad de Medicina, y el Centro Médico Rambam.

“Nuestro trabajo es el primero en sugerir un enfoque no eléctrico a la terapia de resincronización cardiaca”, dijo Gepstein. “Antes de esto, ha habido una serie de terapias génicas y terapias celulares con enfoques para la creación de marcapasos biológicos. Sin embargo, fue imposible utilizar esos enfoques para activar el corazón simultáneamente desde varios puntos para La terapia de resincronización “.

“Este es un experimento muy importante en cuanto a la prueba de un prototipo, que por primera vez, demuestra un mecanismo sin necesidad de cables y permite la estimulación simultánea de múltiples sitios”, dijo el doctor Jeffrey Olgin, jefe de la División de Cardiología y co-director del Centro Cardiovascular de la Universidad de California en San Francisco.

“El problema más común de insuficiencia de los marcapasos actuales son los conductores o cables que conectan el músculo del corazón para el impulso eléctrico. El enfoque demostrado en este trabajo tiene el potencial de eliminar estos cables.”

La estimulación del corazón con la luz es parte del emergente campo de la optogenética, que ha ganado un impulso considerable en el campo de la investigación del cerebro. Los investigadores que trabajan en el campo han estado usando genes sensibles a la luz a partir de algas y colocarlos en las células donde actúan como un interruptor, permitiendo ciertos comportamientos o desactivándolos cuando las células están expuestas a pulsos de luz.

Según informa la revista Nature Biotechnology, los investigadores del Technion inyectaron uno de estos genes de algas (channelorhodopsin-2) en un área específica del músculo cardíaco en ratas.

Entonces, los científicos demostraron que la proteína sensible a la luz en este sitio podría ser encendido con destellos de luz azul y hacer que los músculos del corazón se contraigan. Al alterar la frecuencia de los destellos, Gepstein y Nussinovitch podían controlar y regular el ritmo cardíaco. Luego demostraron la capacidad de activar simultáneamente el músculo del corazón en muchos lugares, en un esfuerzo para sincronizar la función de bombeo del corazón.

Los científicos tendrán que hacer más investigaciones para que esta estrategia de marcapasos basada en optogenética pueda convertirse en una realidad en la salud humana, dijo Gepstein.

Por ejemplo, el gen inyectado en los experimentos de rata es sensible a la luz azul que tiene una pobre penetración en el tejido limitando potencialmente su utilidad en animales grandes o en seres humanos.

“Esto significa que las células afectadas tienen que ser relativamente superficiales cerca de la superficie del corazón y que una fibra óptica deben ser implantada con lo que el haz de iluminación tan cerca como sea posible a las células”, dijo Gepstein. “Una solución potencial en el futuro puede ser el desarrollo de proteínas sensibles a la luz similares que serán sensibles a la luz en el espectro casi rojo o incluso infrarrojo, que penetra el tejido mucho mejor, lo que permite la iluminación desde una larga distancia.”