Un nuevo enfoque a la biofabricación revela la importancia de la estructura del tejido helicoidal del corazón

La aplicación de un nuevo tipo de fabricación aditiva llamada hilatura de chorro giratorio enfocado (Focused Rotary Jet Spinning, FRJS) permitió a los investigadores generar modelos biohíbridos tridimensionales alineados helicoidalmente de tejido cardíaco humano. Estos hallazgos no solo aportan nuevos conocimientos sobre cómo la estructura helicoidal del corazón contribuye a la función cardíaca, sino que también proporcionan una prueba de concepto para un enfoque simplificado de fabricación de tejidos y órganos con geometrías 3D complejas. La acción de bombeo del corazón proviene de los cardiomiocitos, las células musculares del corazón, que se organizan como fibras helicoidales que envuelven los ventrículos. Con cada latido, esta disposición produce un movimiento combinado de contracción y torsión. Si bien la importancia de la torsión para la eficiencia de bombeo del corazón se ha especulado durante mucho tiempo, ha resultado difícil evaluar cómo la estructura del tejido helicoidal del corazón se relaciona con su función. Además, las anomalías estructurales que dan lugar a torsiones del ventrículo alteradas se han relacionado con insuficiencia cardíaca. En este sentido, es crucial comprender y replicar la estructura helicoidal del tejido cardíaco. En esta ocasión, Huibin Chang y sus colegas presentan FRJS, un enfoque de fabricación aditiva que utiliza la hilatura de chorro centrífugo para formar y depositar rápidamente fibras largas y finas en alineaciones 3D complejas. Debido a que este tipo de fibras se pueden utilizar para dirigir la formación de tejido, FRJS permite la recreación de anatomías de tejido que serían imposibles a través de técnicas de biofabricación convencionales. Chang et al. fabricaron ventrículos cardíacos con propiedades estructurales similares a las de los corazones humanos naturales. También fueron capaces de biofabricar modelos de corazones enfermos con orientaciones de fibra desalineadas. Una vez que se sembraron las estructuras de soporte con cardiomiocitos humanos, los autores pudieron demostrar que las arquitecturas helicoidales aumentaron el rendimiento cardíaco. En un artículo de Perspective relacionado, Michael Sefton y Craig Smith sitúan estos hallazgos en el contexto más amplio de la medicina regenerativa. "El corazón es más que una simple bomba", escriben. "Sin embargo, Chan et al. han dado un paso hacia la creación de estructuras funcionales equivalentes biomecánicamente".