Válvula de corazón inspirada en el origami podría revolucionar el tratamiento para los niños pequeños

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Cada año, más de un millón de niños en todo el mundo nacen con cardiopatías congénitas que ponen en peligro su vida y su desarrollo. Se calcula que, solo en Estados Unidos, al menos un millón de niños viven con una cardiopatía congénita. Si bien suele haber tratamientos disponibles para niños mayores y adultos, los bebés y los niños pequeños plantean un desafío único: su pequeño tamaño y su crecimiento continuo dificultan la implantación de dispositivos que se puedan adaptar a sus cuerpos en desarrollo.

Esto deja a los pacientes más jóvenes vulnerables a sufrir daños cardíacos o incluso insuficiencia cardíaca. Es como una carrera contra el tiempo, esperando que crezcan lo suficiente para recibir tratamientos antes de que suceda algo realmente malo.

“Hay algunos productos que están disponibles clínicamente, pero no están indicados para niños hasta que pesan al menos 20 kilogramos, o alrededor de 44 libras”, dice Nnaoma Agwu, candidata a doctorado de cuarto año en la UC Irvine. “Por lo tanto, existe una brecha entre la edad de los niños pequeños y cuando los niños alcanzan un cierto peso, lo que los hace elegibles para los tratamientos disponibles actualmente. Desafortunadamente, la válvula con fugas durante ese tiempo puede provocar una disfunción o dilatación devastadora del ventrículo derecho”.

Agwu y su mentor, el profesor Arash Kheradvar, han desarrollado una nueva válvula que también puede funcionar para niños pequeños. La válvula inspirada en el origami funciona en diferentes diámetros, lo que la hace adecuada para niños pequeños en crecimiento.

La válvula Iris

Nnaoma Agwu, candidato a doctorado en ingeniería biomédica de la UC Irvine, sostiene una válvula Iris que ayudó a crear para niños. Créditos de la imagen: Steve Zylius / UC Irvine.

Los defectos cardíacos congénitos (DCC) son el tipo de defecto congénito más común y afectan a aproximadamente 1 de cada 100 recién nacidos en todo el mundo. Estos defectos ocurren cuando el corazón de un bebé no se desarrolla adecuadamente en el útero. Para muchos, estos problemas afectan el tracto de salida del ventrículo derecho (TSVD), una vía que ayuda al flujo sanguíneo desde el corazón hasta los pulmones. En muchos de estos problemas cardíacos, la vía entre el corazón y los pulmones se estrecha o se bloquea. La válvula Iris intenta resolver ese problema.

En primer lugar, la válvula se puede plegar hasta unos 4 milímetros e implantar sin cirugía a corazón abierto. Básicamente, se envía a través de la vena femoral en el muslo. Kheradvar dice que cuando está cerrada, la válvula Iris se parece al logotipo de la estrella de tres puntas de Mercedes-Benz.

Luego, una vez implantada, la válvula puede expandirse de 12 milímetros a 20 milímetros de diámetro. Esta flexibilidad permite que la válvula se adapte al crecimiento natural de un niño, eliminando la necesidad de múltiples cirugías invasivas para reemplazar válvulas que se quedan pequeñas. Esta adaptabilidad del tamaño es lo que marca la diferencia.

“Es fundamental que la válvula sea competente, lo que significa que cuando está cerrada, debe permanecer cerrada sin fugas”, dice. “En una válvula cardíaca trivalva transcatéter típica, como las que se comercializan, solo hay un tamaño específico en el que la válvula se parece al logotipo de Mercedes-Benz, lo que indica que es adecuada y que no hay fugas. Si se aplica presión circunferencialmente al stent de la válvula, la estrella de tres puntas se torcerá (lo que llamamos “remolino”) y si se expande radialmente, habrá fugas”.

Las pruebas con animales salieron bien

La válvula y los esquemas (fila superior) y la implantación de la válvula (fila central) en entornos clínicos, en imágenes (fila inferior). Créditos de las imágenes: Agwu et al (2024).

La idea surgió en 2020, cuando Agwu y Kheradvar comenzaron a trabajar con el Dr. Michael Recto, un cardiólogo pediátrico intervencionista reconocido internacionalmente en el Children’s Hospital of Orange County. La experiencia complementaria condujo primero a un concepto preliminar y luego se convirtió en un proyecto de válvula cardíaca funcional.

Para garantizar la seguridad y la eficacia de la válvula Iris, el equipo de investigación realizó ensayos preclínicos con minicerdos de Yucatán. Estos animales, que crecen rápidamente, proporcionaron un modelo ideal para probar cómo se adaptaría la válvula al corazón de un niño en crecimiento.

Los resultados fueron prometedores. Durante un período de seis meses, las válvulas permanecieron exactamente en su lugar con una regurgitación (fuga) mínima o nula. Incluso a medida que los corazones de los animales crecían, las válvulas se expandieron suavemente y mantuvieron su función. El equipo observó una respuesta inflamatoria leve, que es típica de los dispositivos implantados y una señal de que el cuerpo se estaba adaptando a la nueva válvula. Pero, en general, no parecía haber problemas con la válvula. Los resultados se publicaron recientemente y se presentaron en importantes conferencias, como las Sesiones Científicas de la Asociación Estadounidense del Corazón.

“Hasta donde sabemos, nadie ha adoptado este enfoque”, afirma Kheradvar, y añade que el siguiente paso es ampliar los estudios en animales y continuar con el proceso de aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos para el primer implante en humanos.

“La válvula IRIS se ha diseñado según conceptos de origami, de modo que sus tres valvas conservarían una forma totalmente coaptada a medida que se expande a un tamaño mayor”, señala un estudio reciente que describe los resultados.

“Usando el catéter de administración, el perfil de administración más pequeño informado, implantamos con éxito la válvula IRIS dentro del anillo pulmonar de cerdos enanos con resultados alentadores”.

Una nueva esperanza para miles de familias
No está claro cuándo o si la válvula estará disponible para uso humano. Los ensayos clínicos pueden llevar años. Y no hay garantía de éxito en humanos, aunque los resultados parecen prometedores ahora.

Aun así, para los niños con defectos cardíacos congénitos, la válvula Iris representa una esperanza. Aborda una necesidad crítica no satisfecha y ofrece una solución para los pacientes más jóvenes que antes tenían opciones limitadas.

A medida que la válvula Iris se acerca a su uso en el mundo real, miles de familias pronto podrán encontrar alivio. Sus hijos pueden tener una opción más segura y adaptable para controlar sus afecciones cardíacas. En el mundo de la cardiología pediátrica, esta pequeña válvula podría tener un gran impacto.

Fuente: ZME Science.

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