Demuestran cómo los autoanticuerpos afectan directamente a la enfermedad cardiaca en pacientes con lupus

La enfermedad cardiovascular es la principal causa de muerte en pacientes que padecen lupus, una enfermedad autoinmune en la que el sistema inmunitario ataca a los propios tejidos y órganos, el corazón, la sangre, el pulmón, las articulaciones, el cerebro y la piel.

La miocarditis lúpica -inflamación del músculo cardiaco- puede ser muy grave porque la inflamación altera la regularidad del ritmo y la fuerza de los latidos del corazón. Sin embargo, los mecanismos subyacentes a esta compleja enfermedad son poco conocidos y difíciles de estudiar.

Los investigadores crearon tejidos cardiacos de tamaño milimétrico a partir de células madre humanas adultas sanas, las maduraron mediante señales metabólicas y electromecánicas y, a continuación, las incubaron con los autoanticuerpos presentes en la sangre de pacientes de lupus con y sin miocarditis.

El equipo descubrió que los patrones de unión de los autoanticuerpos de los pacientes al tejido cardiaco dependen del tipo y la gravedad del daño miocárdico. Un subgrupo de pacientes con miocarditis grave presentaba poblaciones únicas de autoanticuerpos dirigidos principalmente a las células cardiacas moribundas, mientras que los pacientes con una función de bombeo cardiaco debilitada presentaban autoanticuerpos dirigidos principalmente a la superficie de las células vivas.

Curiosamente, el equipo descubrió que los autoanticuerpos que se unían a las células cardiacas vivas eran capaces de ejercer potentes efectos biológicos en los tejidos en ausencia de células inmunitarias, lo que revela mecanismos potencialmente nuevos que podrían contribuir a la insuficiencia cardiaca en pacientes con lupus.

PODRÍA SERVIR PARA IDENTIFICAR A PACIENTES CON MAYOR RIESGO

El estudio también identificó cuatro de estos autoanticuerpos que pueden afectar directamente al músculo cardiaco. Estos hallazgos podrían ayudar a identificar a los pacientes de lupus con mayor riesgo de desarrollar cardiopatías, informar el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas y permitir la extensión a otras enfermedades autoinmunes.

"Este hallazgo es la primera demostración de que los autoanticuerpos pueden mediar directamente en la lesión miocárdica en esta compleja enfermedad autoinmune", ha afirmado Gordana Vunjak-Novakovic, directora del equipo y catedrática de la Universidad y de la Fundación Mikati de Ingeniería Biomédica, Ciencias Médicas y Odontología de Columbia.

"Es asombroso que estos diminutos tejidos cardíacos que hemos creado utilizando células madre humanas y tecnología de `órganos en chip` tengan la capacidad de emular las funciones de un órgano de forma específica para cada paciente y para una enfermedad tan compleja. Vivimos en la era del estudio de la evolución y el tratamiento de enfermedades mediante modelos de órganos humanos aparentemente sencillos pero altamente controlables y predictivos. Es como vivir en el futuro", ha agregado.

INGENIEROS Y MÉDICOS

Vunjak-Novakovic, bioingeniera destacada por su labor pionera en la ingeniería de tejidos humanos funcionales para su uso en medicina regenerativa, y su grupo llevan tres décadas trabajando en el modelado de lesiones y enfermedades cardiacas y en la ingeniería de tejidos para combatirlas.

Para este estudio, los bioingenieros se asociaron con dos médicos, Robert Winchester y Laura Geraldino-Pardilla, ambos reumatólogos del NewYork-Presbyterian/Columbia University Irving Medical Center. Los médicos proporcionaron muestras de sangre con autoanticuerpos del lupus y datos clínicos detallados de la cohorte de pacientes con lupus. Esto permitió al equipo de Columbia Engineering evaluar los efectos de los autoanticuerpos específicos del paciente sobre la función cardiaca utilizando tejidos cardiacos artificiales y correlacionar estos efectos con los síntomas clínicos.

"La miocarditis puede ser una característica del lupus difícil de diagnosticar y a veces clínicamente ominosa. El desarrollo de este modelo funcional de tejido cardiaco maduro ya está abriendo múltiples vías para avanzar en nuestra comprensión y, en última instancia, en el tratamiento clínico de este enigmático proceso autoinmune", ha indicado Winchester.

Para conocer mejor las posibles dianas terapéuticas, el equipo de Vunjak-Novakovic también colaboró estrechamente con los doctores Christine y Jonathan Seidman, de la Universidad de Harvard. El equipo está estudiando ahora la forma de utilizar sus hallazgos para comprender mejor los mecanismos subyacentes de la enfermedad cardiaca en pacientes con lupus y mejorar el diagnóstico y el tratamiento de esta compleja y difícil enfermedad.

"Lo realmente interesante de este estudio es que, aprovechando nuestra experiencia en ingeniería y células madre para desarrollar modelos del corazón humano, hemos podido adoptar un enfoque innovador para resolver cuestiones de larga data en torno a la cardiopatía en pacientes con lupus", ha señalado la primera autora del estudio y postdoctoranda en el laboratorio de Vunjak-Novakovic, Sharon Fleischer.

"El nuevo marco que establecimos en este estudio para investigar las interacciones de los autoanticuerpos con los órganos humanos abre oportunidades sin precedentes para comprender el daño a los órganos, no sólo en el lupus, sino en todo un espectro de enfermedades autoinmunes", ha finalizado.