Los belgas lanzan al espacio un corazón en miniatura para una investigación pionera sobre el envejecimiento

Cinco empresas y centros de investigación belgas -entre ellos QbD Group- unen sus fuerzas en el proyecto AstroCardia. ¿Su misión? Mejorar la salud del corazón. Y lo hacen en un lugar muy especial: ¡el espacio!

Cinco empresas y centros de investigación belgas unen sus fuerzas en el proyecto AstroCardia. Con este proyecto, su misión es mejorar la salud del corazón. Y lo hacen en un lugar muy especial: en el espacio. Allí es donde pretenden estudiar mejor el envejecimiento cardíaco y crear un modelo de investigación adecuado para el corazón. Para ello, han desarrollado un corazón artificial en miniatura y el sistema circulatorio asociado mediante bioimpresión en 3D. Este denominado "corazón en un chip" se enviará a la Estación Espacial Internacional (EEI) en 2025.

Las enfermedades cardiovasculares son una de las causas de muerte más comunes en el mundo. El riesgo de enfermedad cardiovascular aumenta a medida que envejecemos. Sin embargo, los investigadores siguen sin saber en parte a qué se debe. La ciencia carece de modelos fieles que revelen los procesos biológicos subyacentes. Cinco socios belgas (Space Applications Services, SCK CEN, QbD Group, BIO INX y Antleron) aportan ahora sus conocimientos y experiencia para desarrollar un modelo de estudio adecuado. Y lo están haciendo en un entorno en el que los científicos pueden investigar mejor el envejecimiento del corazón: el espacio.

Nuestro corazón cambia a medida que envejecemos. Poco a poco se hace más grande y rígido, las arterias se calcifican y la potencia de bombeo se deteriora. En el espacio, factores como el estrés, la microgravedad y la radiación hacen que esos procesos de envejecimiento se produzcan 20 veces más rápido. Por tanto, en el espacio aceleramos el tiempo. Y eso nos da la oportunidad única de obtener resultados de investigación que sencillamente no podemos obtener aquí en la Tierra. La plataforma que desarrollaremos permitirá investigar los mecanismos que impulsan el envejecimiento cardíaco. Esta investigación estará totalmente automatizada y podrá manejarse a distancia.

Hilde Stenuit, coordinadora del proyecto e investigadora de los Servicios de Aplicaciones Espaciales

'Corazón en un chip': un modelo de corazón bioimpreso en 3D

Examinar en profundidad un corazón humano vivo y todos los procesos asociados a él es prácticamente imposible. Por eso, los investigadores bioimprimirán un corazón en miniatura en un chip y construirán un sistema circulatorio artificial a su alrededor.

Este 'corazón en un chip' es un chip de unos pocos milímetros cuadrados en el que se imprimen células del músculo cardíaco. La "tinta" consiste en biomateriales y células madre que pueden convertirse en cualquier célula del cuerpo. Las células empiezan a dividirse y organizarse en un modelo de corazón humano en desarrollo, conocido como organoide cardíaco. Un sistema circulatorio artificial alimenta ese corazón con estímulos, oxígeno y nutrientes hasta que madura y empieza a latir. Los científicos pueden realizar pruebas con él. La prueba principal se realizará en 2025, a bordo de la Estación Espacial Internacional.

En ese momento se lanzarán al espacio los dispositivos corazón-en-un-chip y se mantendrán vivos durante al menos seis semanas. Durante este periodo, serán monitorizados en tiempo real. Una vez que los dispositivos regresen a la Tierra, investigadores de la empresa QbD y del centro de investigación nuclear SCK CEN los analizarán en detalle. Con este experimento espacial, los socios esperan investigar si la exposición del sistema cardiovascular desarrollado al entorno espacial puede funcionar como modelo científico del envejecimiento cardiaco.

El corazón en miniatura, que apenas tiene el tamaño de una semilla de chía, imita fielmente a su homólogo humano. La innovadora técnica permitiría investigar mejor las enfermedades cardiovasculares y probar algunos medicamentos potenciales. La mayor ventaja es que podemos personalizarlos utilizando células madre del propio paciente. Así, podemos cultivar una versión en miniatura del corazón del paciente. Esto supondría un gran paso adelante en la medicina personalizada. Estamos trabajando juntos para conseguirlo

Dr. Kevin Tabury, experto en radiobiología del CEN SCK

El centro de investigación nuclear no está en fase experimental con este proyecto. Lleva mucho tiempo estudiando el efecto de la radiación en el envejecimiento cardíaco y lo ha hecho tanto en el contexto de la radioterapia como en el de la exploración espacial.

Bio-tinta

Para bioimprimir en 3D un modelo de corazón en miniatura en un chip, es absolutamente necesario contar con material especializado. Y eso incluye una bioimpresora 3D con precisión micrométrica, células madre vivas y "biotinta". Esas células madre que se convierten en un mini órgano deben poder imprimirse y mantenerse unidas. Para ello, el consorcio cuenta con la experiencia de la empresa belga BIO INX.

Compárelo con la construcción de un muro. Las células madre son los ladrillos, la biotinta la argamasa. La biotinta es una especie de gel que hace que las células puedan imprimirse y en el que pueden sobrevivir durante y después de la impresión.

Jasper Van Hoorick, Director General de BIO INX

Maravilla tecnológica

El sistema circulatorio artificial se convertirá en una maravilla tecnológica, en cuanto sea desarrollado por los socios de AstroCardia, junto con la empresa de I+D Antleron.

Este proyecto proporciona algunos conocimientos valiosos sobre la fisiología de los organoides cardíacos. Por ello, es muy importante que el chip en el que imprimiremos ese corazón en miniatura pueda soportar las condiciones extremas del espacio. Es un honor para nosotros poder contribuir a ello con nuestros conocimientos.

Jan Schrooten, consejero delegado de Antleron

Con este proyecto, miramos más allá del horizonte. Hoy ya nos preocupan los problemas a los que se enfrentará la sociedad mañana. Un corazón sano es importante no solo para quienes sufren actualmente enfermedades cardiovasculares, sino también para los astronautas sanos que exploran el espacio.

Martijn Reniers, CIO de QbD Group

Apoyo financiero

El proyecto está recibiendo apoyo financiero de VLAIO como ICON intercluster (Medvia & Flanders Space) bajo el acuerdo de subvención número HBC.2022.0569.

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