Ingeniería de Tejido de un Constructo de Músculo Cardíaco Diferenciado

La ingeniería de tejidos cardíacos es un campo emergente. La idoneidad del tejido cardíaco ingenierizado (EHT) para aplicaciones tanto in vitro como in vivo dependerá del grado de formación de tejido sincitial y diferenciación de los miocitos cardíacos in vitro, de la función contráctil y de las propiedades electrofisiológicas. Aquí, demostramos que los miocitos cardíacos de ratas neonatales, cuando se mezclan con colágeno I y factores de matriz, se vierten en moldes circulares y se someten a estiramiento mecánico fásico, reconstituyen EHTs en forma de anillo que muestran importantes características del miocardio diferenciado. Un análisis histológico comparativo de los EHTs con tejido cardíaco nativo de ratas recién nacidas, de 6 días y adultas reveló que las células cardíacas en los EHTs reconstituyen haces de músculo cardíaco intensamente interconectados y orientados longitudinalmente, con características morfológicas que se asemejan más al tejido nativo adulto que al inmaduro. La microscopía confocal y electrónica demostraron características características del miocardio nativo diferenciado; algunas de estas características están ausentes en los miocitos de ratas recién nacidas: (1) sarcómeros altamente organizados en registro; (2) uniones adherentes, uniones gap y desmosomas; (3) un sistema de tubos T bien desarrollado y formación de díadas con el retículo sarcoplásmico; y (4) una membrana basal que rodea a los miocitos cardíacos. En consecuencia, los EHTs mostraron características contráctiles del miocardio nativo con una alta relación de contracciones (0.4 a 0.8 mN) a tensión en reposo (0.1 a 0.3 mN) y una fuerte respuesta inotrópica beta-adrenérgica. Las grabaciones del potencial de acción demostraron potenciales de membrana en reposo estables de -66 a -78 mV, cinética rápida de subida y una fase de meseta prominente. Los datos indican que los EHTs representan constructos de tejido cardíaco altamente diferenciado, lo que convierte a los EHTs en un material prometedor para estudios in vitro de la función cardíaca y la terapia de reemplazo de tejido.