San Sebastián. El grupo de investigación en Nanotecnología Biomolecular del CIC biomaGUNE, liderado por la profesora de investigación Ikerbasque Aitziber L. Cortajarena, ha desarrollado un nuevo agente de contraste a base de átomos de hierro para imagen por resonancia magnética que puede ser utilizado tanto para diagnóstico como para tratamiento. En un estudio realizado en tejido cardíaco humano cultivado en laboratorio, se demostró que el agente de contraste se acumula en el tejido fibrótico, que su intensidad de señal en la imagen de RM aumenta con la gravedad de la enfermedad y que frena la progresión de la misma.
El estudio, dirigido por Cortajarena y realizado en colaboración con el grupo de Ana Villar en el Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC), ha sido publicado en la prestigiosa revista científica Advanced Functional Materials. Abre la puerta a una posible alternativa al gadolinio, el metal actualmente utilizado en casi todos los escáneres de RM con contraste.
La fibrosis cardíaca es uno de los principales factores que conducen a la insuficiencia cardíaca, una enfermedad que afecta a millones de personas en todo el mundo. Actualmente no existe ningún tratamiento aprobado diseñado específicamente para frenar esta afección. Cuando el corazón se daña o está sometido a una tensión sostenida, se activa un proceso de reparación, similar a la curación de un corte en la piel. El proceso de producción de colágeno se activa para reparar y fortalecer el tejido. Sin embargo, este proceso a menudo no se detiene: el colágeno continúa acumulándose, el corazón se vuelve rígido y le resulta cada vez más difícil llenarse y bombear la sangre correctamente.
Una de las técnicas utilizadas actualmente para diagnosticar la fibrosis del corazón es la RM. En muchos casos, se administra al paciente un agente de contraste intravenoso, casi siempre a base de gadolinio, que se retiene en las áreas dañadas y las hace brillar en la imagen. Aunque el gadolinio funciona muy bien, tiene varios inconvenientes. Es un metal ajeno al cuerpo. Su uso está restringido en personas con insuficiencia renal, y se sabe que pequeñas cantidades pueden retenerse en diferentes tejidos durante muchos años.
Por esta razón, durante muchos años los investigadores han intentado desarrollar agentes de contraste a base de hierro. Sin embargo, los agentes de contraste a base de hierro existentes tienen un problema: en lugar de iluminar el área dañada, la oscurecen, dificultando su distinción en las imágenes. Muchos incluso han sido retirados del mercado. El grupo de Cortajarena ha logrado "superar estos problemas utilizando proteínas de diseño", explica Lydia Martínez Parra, investigadora del CIC biomaGUNE y autora principal del estudio.
Martínez añade que "el agente de contraste consiste en una proteína especialmente diseñada que encapsula y aísla diminutos cúmulos de átomos de hierro de aproximadamente 1,4 nanómetros (unas 50.000 veces más finos que un cabello). También cabe destacar que este compuesto es más seguro para el cuerpo, es estable, libera muy poco hierro y tiene baja toxicidad para las células. Además, es fácil y sostenible de fabricar, ya que se produce en agua, sin reactivos tóxicos ni condiciones extremas."
El grupo del CIC biomaGUNE ha probado la eficacia del agente de contraste en tejido cardíaco creado con ingeniería de tejidos 3D utilizando células cardíacas de pacientes, desarrollado por el grupo de Ana Villar (IBBTEC, UC-CSIC). Estos tejidos replican ciertas características de la fibrosis cardíaca, como la acumulación de colágeno y el aumento de la rigidez del tejido, y permiten evaluar nuevas estrategias terapéuticas en condiciones más representativas que los cultivos celulares convencionales.
Así, el equipo de investigación ha verificado que el agente de contraste se mueve y se acumula predominantemente en el tejido fibrótico, que la señal en la RM aumenta con la gravedad de la fibrosis y que frena su progresión al reducir la producción y el almacenamiento de colágeno y evitar que el tejido se endurezca. "Es decir, además de indicar dónde está el daño, este material muestra actividad antifibrótica en los modelos estudiados", afirma la profesora de investigación Cortajarena. Se trata de un agente 'teranóstico' que ofrece diagnóstico y tratamiento en el mismo material.
Martínez señala que "este nuevo compuesto permite lograr un contraste en imagen por resonancia magnética comparable al de los agentes basados en gadolinio. Además, mantiene esta capacidad tanto en los campos magnéticos comúnmente utilizados en la práctica clínica como en campos magnéticos más potentes usados en investigación preclínica". El compuesto formado por los átomos de hierro encapsulados por la proteína hace que el tejido aparezca brillante en la RM.
El equipo detrás del estudio afirma que "todavía queda camino por recorrer para llegar al paciente. Por ahora, este nuevo agente de contraste se ha probado en células y tejido humano en el laboratorio. El siguiente paso será estudiarlo para que pueda ser utilizado en la práctica clínica, ver cómo se distribuye y elimina del cuerpo y cómo se comporta en un escáner cardíaco real. Nuestro objetivo es que, en el futuro, los pacientes con fibrosis cardíaca, incluidos aquellos que no pueden recibir gadolinio, puedan tener una prueba de imagen más segura que además forme parte de su tratamiento."
