La enfermedad cardiovascular sigue siendo la principal causa de morbilidad y mortalidad en todo el mundo, lo que subraya la necesidad urgente de modelos in vitro confiables que recapitulen el desarrollo y la función cardíaca humana 1,2. Los cultivos tradicionales bidimensionales (2D) monocapa de cardiomiocitos, aunque valiosos, no logran reproducir la complejidad espacial, las interacciones multicelulares y la integración electromecánica del corazón humano nativo 3,4. Los organoides cardíacos 3D derivados de células madre pluripotentes han surgido como plataformas poderosas que abordan estas limitaciones, proporcionando estructuras multicelulares autoorganizadas que imitan la morfogénesis cardíaca temprana y la maduración funcional in vitro5.
Las hESC, como la línea H9, poseen la capacidad intrínseca de diferenciarse en todos los tipos de células somáticas, incluidos los cardiomiocitos, las células endoteliales y los fibroblastos cardíacos6. En condiciones de cultivo controladas, las hESC pueden guiarse a través de las etapas secuenciales de la inducción del mesodermo, la especificación del mesodermo cardíaco y la diferenciación de cardiomiocitos 5,7. Este proceso gradual se puede regular utilizando moléculas e inhibidores de señalización específicos, incluidos Activina A, BMP4, FGF2, inhibidores de PI3K, CHIR99021, inhibidores de Wnt y ácido retinoico 5,8. Al imitar de cerca el entorno de señalización in vivo del desarrollo cardíaco embrionario, estas señales promueven una cardiogénesis in vitro eficiente y reproducible 5,7.
A diferencia de muchos sistemas de organoides que requieren incrustación en componentes de la matriz extracelular (ECM) como Matrigel, los organoides cardíacos pueden autoensamblarse en condiciones de baja adhesión sin soporte de matriz 5,9. La agregación de hESC diferenciadas en suspensión produce estructuras 3D esféricas que exhiben latidos espontáneos dentro de la primera semana de diferenciación10. Estos organoides contienen poblaciones de células cardíacas funcionalmente relevantes y muestran rasgos característicos, como organización sarcomérica, transitorios de calcio y contracciones rítmicas11,12, ofreciendo un modelo fisiológicamente relevante del tejido cardíaco humano temprano.
La capacidad de generar organoides cardíacos derivados de hESC ofrece oportunidades interesantes para la biología del desarrollo, el modelado de enfermedades, la detección de fármacos y las pruebas de cardiotoxicidad13,14. Además, la integración con tecnologías de edición del genoma y células madre pluripotentes inducidas (iPSC) específicas del paciente permite el modelado personalizado de la enfermedad y la exploración terapéutica de los trastornos cardíacos hereditarios.
En este artículo, presentamos un protocolo detallado paso a paso para la generación de organoides cardíacos a partir de células madre embrionarias humanas, destacando las etapas clave de diferenciación, las condiciones de cultivo y las técnicas de validación. Esta plataforma proporciona un sistema robusto y escalable para recapitular el desarrollo cardíaco humano y establecer una base para futuras investigaciones traslacionales.