El Sincrotró Alba revela l’eficàcia d’un nou nanomaterial per a la fibrosi cardíaca

Els experiments liderats per un estudiant de doctorat al Sincrotró Alba han revelat, per primer cop, la localització d'un nou nanomaterial híbrid dissenyat per inhibir la sobreproducció de col·lagen després d'un episodi de fibrosi miocardíaca i els canvis morfològics induïts a les cèl·lules. Fonts d’Alba apunten que obtenir aquesta informació tridimensional en alta resolució de les cèl·lules “és crucial pel desenvolupament d'estudis preclínics de nous agents terapèutics”.

Una col·laboració entre l'estudiant de doctorat Johannes Groen i la investigadora Eva Pereiro, ambdós del Sincrotró Alba, i els grups de l'Aitziber L. Cortajarena (CIC BiomaGUNE, San Sebastián) i de l'Ana V. Villar (IBBTEC, Santander) ha visualitzat per primer cop en 3D la localització exacta d'un fàrmac basat en l'enginyeria de nanomaterials i quin és el seu comportament en cèl·lules senceres. 

Aquest fàrmac és un híbrid terapèutic entre una proteïna i un nanomaterial específicament dissenyat per inhibir la sobreproducció de col·lagen després d'un episodi de fibrosi miocardíaca.

Mitjançant un nou enfocament, el grup d'investigació va combinar la llum fluorescent correlativa tridimensional i la tomografia de raigs X en condicions criogèniques per localitzar, per primer cop, el nanomaterial i obtenir informació en alta resolució dels canvis morfològics de les cèl·lules després del tractament, demostrant així les propietats antifibròtiques del fàrmac.

En primer lloc, la localització intracel·lular permet entendre quines possibles rutes s'utilitzen per entrar dins la cèl·lula, en segon lloc, com la cèl·lula fa front a un agent específic i, per últim, quins són els efectes induïts pel tractament a la morfologia estructural de les cèl·lules.

Fonts del Sincrotró expliquen que els resultats obtinguts en aquest estudi "aplanen el camí per la introducció de fàrmacs basats en nanomaterials i la nanomedicina en les clíniques, ja que reforcen la utilitat de les tècniques d’imatge per avaluar l’estructura cel·lular després de l’aplicació de tractaments específics".

Fibrosi cardíaca

La fibrosi cardíaca és una afecció mèdica que influeix negativament en la progressió de moltes malalties del cor i afecta a milions de persones arreu del món. Aquesta fomenta l’augment patològic de la deposició de col·lagen al lloc de la lesió i la producció d’una cicatriu, que pot donar lloc a la interrupció de les funcions dels teixits en els pitjors casos.

Les causes més comuns de la fibrosi cardíaca són la isquèmia, les cardiopaties, la hipertensió i la miocarditis, les quals requereixen un seguiment tant a curt com a llarg termini degut a la disfunció de la bomba i a la rigidesa del miocardi. Aquestes patologies estan estretament relacionades amb una dieta o estil de vida poc saludables, l’edat avançada o l’estrès, entre d’altres.

No existeix cap tractament preventiu o curatiu per la fibrosi cardíaca, encara que alguns agents terapèutics prescrits per a altres malalties cardiovasculars han mostrat exercir un efecte beneficiós sobre ella.

Combinació de tècniques i línies de llum

Les mostres van preparar-se al Sincrotró Albai van viatjar a la línia de llum B24 del Diamond Light Source (Regne Unit) per poder adquirir dades 3D de fluorescència mitjançant el seu microscopi d’il·luminació estructurada tridimensional en condicions criogèniques (cryo-3D-SIM). A continuació, a la línia de llum Mistral d’Alba, va realitzar-se una tomografia de raigs X tous també en condicions criogèniques (cryo-SXT) que va permetre estudiar les cèl·lules senceres sense necessitat de tenyir o manipular les mostres.Actualment, la línia de llum Mistral està en procés d’obtenir el seu propi sistema cryo-3D-SIM, que permetrà a futurs usuaris realitzar tot el procediment experimental al Sincrotró ALBA.