Bien es sabido el gusto del personaje de animación Popeye por las espinacas, unas plantas cultivadas como verdura por sus hojas comestibles, grandes y de color verde muy oscuro. El Marino, creado por el historietista estadounidense Elzie Crisler Segar en 1929, conocía de primera mano las bondades de una verdura que le aportaba fuerza y energía para sus travesías navales. Y es que entre los beneficios a los que las espinacas contribuyen se encuentra mejora de la actividad metabólica, el fortalecimiento de músculos y huesos, la protección del cerebro o la regulación de la presión arterial.

Los investigadores han subrayado que "aún hay mucho trabajo que hacer, pero los resultados son, hasta ahora, realmente prometedores"

Unas magníficas cualidades que parecen no tener techo en el ámbito de la salud y que, además, atisban nuevas aportaciones en el terreno biotecnológico. En esta línea, científicos del Instituto Politécnico de Worcester, la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad del Estado de Arkansas-Jonesboro (Estados Unidos) han logrado convertir hojas de espinaca en un prototipo de tejido cardíaco humano. Así, los investigadores han emulado en este órgano de las plantas un pequeño sistema circulatorio, lo que ha posibilitado que en su interior latieran células cardíacas.

El profesor de Ingeniería Biomédica del Instituto Politécnico de Worcester (WPI, por sus siglas en inglés del Worcester Polytechnic Institute) y coautor del estudio, Glenn Gaudette, ha subrayado que "aún hay mucho trabajo que hacer, pero los resultados son, hasta ahora, realmente prometedores". Un futuro que se presenta esperanzador y en el que que podría usarse este sistema para aplicaciones biotecnológicas como la regeneración de tejidos o el diseño de órganos humanos artificiales.

LOS NERVIOS DE LA HOJA, DECISIVOS

El sistema cardiovascular de los seres humanos es una compleja estructura que se encarga, entre otras muchas funciones, del bombeo de sangre del corazón, la distribución de una serie de nutrientes y oxígeno a todas las células del cuerpo, y de la recolección de desechos metabólicos que se eliminan, posteriormente, en forma de orina y dióxido de carbono. En concreto, este entramado está compuesto por cinco tipos de vasos sanguíneos: arterias, venas, arteriolas, vénulas y capilares.

Para los expertos en Bioingeniería, una disciplina crucial para el avance de la Medicina, resulta muy difícil dotar a los órganos y tejidos artificiales de una estructura similar al sistema circulatorio. Por este motivo, los investigadores han decidido aprovechar tejidos vegetales con esta finalidad. "Las plantas y los animales usan distintas formas de transportar fluidos, compuestos químicos y macromoléculas pero, aún así, tienen unas estructuras vasculares sorprendentemente similares", según han escrito los autores del estudio.

A través de la experimentación en el laboratorio, los científicos consiguieron retirar las células vegetales de las hojas de las espinacas. Para lograrlo, este equipo de investigadores usó una técnica especial en la que se aplicó un detergente con gran capacidad corrosiva capaz de degradar las partes blandas del órgano de la planta. El resultado fue una hoja formada, en esencia, por celulosa. Esta sustancia no produce rechazo en humanos y mantiene, además, la estructura del sistema circulatorio de las hojas.

El siguiente paso del estudio consistió en cultivar células musculares cardíacas humanas en el interior de la estructura. Los científicos lograron que estas unidades llegasen a latir en este sistema e, incluso, algunas sobrevivieron hasta tres semanas. Para demostrar la efectividad del proyecto, los investigadores del WPI inyectaron un tinte rojo por los nervios de la hoja con el objetivo de simular la circulación de la sangre en las hojas translúcidas. Además de este proceso, se inyectaron unas esferas de 10 micrómetros de diámetro, de tamaño similar a los glóbulos rojos, con el propósito de averiguar si estos podían fluir por los conductos de la espinaca. El resultado fue positivo.

APLICACIONES DE LOS VEGETALES EN LAS CIENCIAS DE LA SALUD

Los autores del estudio señalan que "la hoja de la espinaca es más apropiada para un tejido muy vascularizado como el cardíaco, mientras que la impatiens capensis[planta anual originaria de América del Norte], con sus vasos cilíndricos, parece ser mejor para un injerto arterial. A la inversa, las columnas de vasos de la madera podría ser útil para fabricar huesos artificiales, gracias a la fuerza y la geometría de su estructura". Una técnica que se ha usado en otros vegetales como el perejil o las raíces de cacahuetes.

"Las columnas de vasos de la madera podrían ser útiles para fabricar huesos artificiales, gracias a la fuerza y la geometría de su estructura"

En esta línea, los investigadores ya han explicado a los medios de comunicación estadounidenses que se intentará aplicar los beneficios de los vegetales en otros aspectos biomédicos. Para ser precisos, tienen previsto aprovechar las cualidades de plantas como el brócoli o las coliflores para emular el esponjoso tejido de los pulmones. Por su parte, científicos de Universidad de Ottawa (Canadá) publicaron un estudio en el que se usaban células de manzanas y se rellenaban con tejido cervical.

Según ha explicado el equipo científico, se espera que en el futuro se aplique esta técnica para hacer injertos quirúrgicos. Hasta entonces, se comprobará que la estructura circulatoria de la hoja de espinaca no sea rechazado por el organismo cuando se implante. En una línea de desarrollo paralela, los investigadores han explicado que trabajarán por aumentar el grosor de las hojas, con el objetivo de emular el tamaño de la pared del corazón y diseñar, así, un posible tratamiento contra infartos.