Resumen: 

Cardiovascular disease, including myocardial infarction (MI) and heart failure (HF), remains a major cause of death globally. The irreversible and progressive damage of a failing heart is due to its limited regenerative capacity, and a heart transplant remains the gold-standard treatment for end-stage HF patients. A heart transplant is available to only a few patients due to its risks and its limited compatibility. Our team has recently demonstrated that the transplantation of alginate (Alg) and gelatin (Gel) bioprinted patches represents a promising approach to improve cardiac function in vivo using a murine MI model. Additionally, we showed that CT and MRI scans can be used to generate patient-specific bioprinted patches that can be folded and delivered via a keyhole procedure, which means faster recovery for patients compared to the current open-heart surgery required for a heart transplant. More recently, we demonstrated that the addition of silk fibroin (SF, a natural polymer used for its strength and elastic properties) to Alg/Gel hydrogels can improve the contractile function of in vitro vascularised cardiac spheroids. In this talk, we will present how the addition of SF to Alg/Gel hydrogels could improve the performance of the transplanted patch following MI in vivo, therefore protecting against HF. The transplantation of Alg/Gel/SF patches improved the LVEF% by ~20% compared to that in MI animals.

Histological analyses showed that AlgGelSF patches reduced fibrosis in infarcted animals, while bulk RNAseq analyses demonstrated that they improved the expression of genes regulating tissue-repairing processes, fibrosis, cell proliferation, and tissue homeostasis in MI mice.

Altogether, our findings demonstrate that AlgGelSF hydrogels can be used to protect against the reduction in LVEF% following MI, with the potential to be used as a safer and personalised alternative to heart transplant in HF patients.

Bibliografía:

El profesor asociado Carmine Gentile, PharmD/PhD, FAHA, dirige el Grupo de Regeneración Cardiovascular, dedicado al trabajo con tecnologías de bioimpresión 3D y células madre en la University of Technology Sydney (UTS) y en el Heart Research Institute (HRI). También es profesor asociado en la School of Electrical, Mechanical and Biomedical Engineering (Facultad de Ingeniería y Tecnología de la Información) de la UTS. Obtuvo su BSc/MSc (Química y Tecnologías Farmacéuticas) y su título de PharmD en la Universidad de Pisa, Italia, y su doctorado (PhD) en Ciencias Biomédicas (Cardiovascular) en la Medical University of South Carolina, en Charleston, Carolina del Sur, Estados Unidos, financiado mediante una prestigiosa beca de la American Heart Association. Desde 2013, el profesor asociado Gentile ha trabajado en Australia, en el Heart Research Institute, la University of Sydney y, actualmente, en la UTS, con el apoyo de diversos premios y subvenciones. Allí trabaja dentro de un equipo multidisciplinar formado por científicos, socios de la industria y profesionales clínicos, con el objetivo de trasladar rápidamente sus descubrimientos del laboratorio a la práctica clínica. El profesor asociado Gentile goza de reconocimiento internacional por sus investigaciones sobre bioimpresión 3D y tecnologías de células madre, y sus estudios más recientes se centran en nuevos enfoques moleculares y celulares para tratar enfermedades cardiovasculares, entre ellas el infarto de miocardio y la insuficiencia cardíaca. Estos estudios se basan en el uso de «mini-corazones» que desarrolló como «biotintas» para la creación de tejidos cardíacos humanos. En 2016, fue invitado como investigador visitante (Visiting Research Fellow) en la Harvard Medical School, donde trabajó en el desarrollo de nuevos modelos in vitro utilizando mini-corazones para estudiar la fisiología del corazón humano.

Enlace:

https://profiles.uts.edu.au/Carmine.Gentile

https://www.hri.org.au/our-research/cardiovascular-regeneration