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Progressi nella rigenerazione del cuore danneggiato

MEDICINAProgressi nella rigenerazione del cuore danneggiato

Recenti studi sui gemelli hanno mostrato nuovi modi per rigenerare un cuore danneggiato

L'insufficienza cardiaca colpisce almeno 26 milioni di persone in tutto il mondo ed è responsabile di numerosi decessi mortali. A causa dell'aumento dell'invecchiamento della popolazione, prendersi cura del cuore sta diventando un'esigenza che porta a un aumento delle spese. Ci sono stati progressi significativi nei trattamenti terapeutici per la cuore e molte misure preventive sono state prese, tuttavia, la mortalità e la morbilità sono ancora molto alte. Sono disponibili pochissime opzioni terapeutiche e per lo più si basa sul trapianto di cuore per i pazienti che sono davvero allo stadio terminale e che stanno progredendo verso l'insufficienza cardiaca completa.

Il nostro corpo ha una straordinaria capacità di autoguarigione, ad esempio il fegato può rigenerarsi quando è danneggiato, la nostra pelle anche la maggior parte del tempo e un rene potrebbe assumere la funzione per due. Sfortunatamente, questo non è vero per la maggior parte dei nostri organi vitali, incluso il cuore. Quando un cuore umano è danneggiato, causato da una malattia o da una ferita, il danno è perpetuo. Ad esempio, dopo un infarto, milioni o miliardi di cellule del muscolo cardiaco possono essere perse per sempre. Questa perdita indebolisce gradualmente il cuore e porta a condizioni gravi come insufficienza cardiaca o cicatrici nel cuore che possono rivelarsi fatali. L'insufficienza cardiaca di solito si verifica quando i cardiomiociti (tipo di cellule) diventano carenti. A differenza dei tritoni e delle salamandre, gli adulti umani non possono ricrescere spontaneamente organi danneggiati come il cuore. In un embrione umano o quando un bambino sta crescendo nell'utero, le cellule del cuore si dividono e si moltiplicano, il che aiuta il cuore a crescere e svilupparsi per nove mesi. Ma i mammiferi, compreso l'uomo, non possiedono la capacità di rigenerare il cuore poiché perdono questa capacità successivamente e completamente dopo circa una settimana dalla nascita. Le cellule del muscolo cardiaco perdono la loro capacità di dividersi e moltiplicarsi e quindi non possono rigenerarsi. Questo vale anche per altre cellule umane: cervello, midollo spinale ecc. Poiché queste cellule adulte non possono dividersi, il corpo umano non può sostituire le cellule danneggiate o perse e questo porta a malattie. Anche se questo è anche il motivo per cui non c'è mai un tumore al cuore, i tumori sono causati dalla crescita incontrollata delle cellule. Se, tuttavia, fosse possibile che queste cellule si dividano nuovamente, ciò potrebbe portare alla "rigenerazione" di un certo numero di tessuti e aiutare a riparare un organo.

L'unica opzione che chiunque ha quando soffre di un debole o cuore danneggiato o una malattia cardiaca è ricevere un trapianto di cuore. Questo ha una moltitudine di aspetti che generalmente impediscono a un trapianto di diventare una realtà nella maggior parte dei pazienti. In primo luogo, il cuore che viene donato da un "donatore" deve essere un cuore sano prima che il donatore muoia, il che significa che il cuore deve essere prelevato da giovani che sono morti a causa di malattie o lesioni e queste condizioni non hanno influenzato la loro cuore in alcun modo. Il potenziale paziente ricevente deve corrispondere al cuore del donatore per ricevere il trapianto. Questo si traduce in una lunga attesa. Come possibile alternativa, il potenziale per essere in grado di creare nuovo muscolo nel cuore attraverso la divisione cellulare potrebbe offrire speranza a milioni di persone con cuore danneggiato. Molte procedure sono state provate e testate dalla comunità scientifica, tuttavia i risultati finora sono stati inefficaci.

In un nuovo studio pubblicato in Cellula, ricercatori dell'Università della California, San Francisco, USA hanno sviluppato per la prima volta un metodo efficiente e stabile in modelli animali per dividere le cellule cardiache adulte (cardiomiociti) e quindi riparare potenzialmente la parte danneggiata del cuore1. Gli autori hanno identificato quattro geni coinvolti nella divisione cellulare (cioè cellule che si moltiplicano da sole). Quando questi geni sono stati combinati con geni che fanno rientrare i cardiomiociti maturi in un ciclo cellulare, hanno visto che le cellule si stavano dividendo e si riproducevano. Quindi, quando la funzione di questi quattro geni essenziali è stata potenziata, il tessuto cardiaco ha mostrato rigenerazione. Dopo l'insufficienza cardiaca in un paziente, questa combinazione migliora la funzione cardiaca. I cardiomiociti hanno mostrato una divisione del 15-20 percento nello studio attuale (rispetto all'1 percento negli studi precedenti) cementando l'affidabilità e l'efficienza di questo studio. Questo studio potrebbe tecnicamente essere esteso ad altri organi perché questi quattro geni sono una caratteristica comune. Questo è un lavoro molto rilevante perché qualsiasi studio sul cuore è in primo luogo molto complicato e in secondo luogo la consegna dei geni deve essere eseguita con cautela per non causare tumori nel corpo. Questo lavoro potrebbe trasformarsi in un approccio molto potente per rigenerare il cuore e anche altri organi.

Un altro studio dello Stem Cell Institute, Università di Cambridge, Regno Unito, ha sviluppato un modo innovativo per riparare il tessuto cardiaco in modo tale che non sarebbe affatto necessario un donatore2. Hanno usato cellule staminali per far crescere in laboratorio chiazze vive di "muscolo cardiaco" che sono solo 2.5 centimetri quadrati ma sembrano un potente strumento potenziale per curare i pazienti con insufficienza cardiaca. Questi cerotti hanno una brillante prospettiva di essere assimilati naturalmente nel cuore di un paziente, ovvero è un tessuto "completamente funzionante" che batte e si contrae proprio come un normale muscolo cardiaco. Un approccio precedente di iniezione di cellule staminali nel corpo per riparare il cuore non ha avuto successo perché le cellule staminali non sono rimaste nel muscolo cardiaco ma si sono invece perse nel sangue. Il cerotto attuale è un tessuto cardiaco “vivo” e “battente” che può essere attaccato a un organo (in questo caso il cuore) e quindi riparare eventuali danni. Tali cerotti potrebbero essere coltivati ​​come e quando c'è una richiesta per un paziente. Ciò supererebbe essenzialmente la necessità di attendere un donatore corrispondente. Questi cerotti potrebbero anche essere coltivati ​​utilizzando le cellule del paziente cardiaco, eliminando i rischi che sono coinvolti nel trapianto di organi. Assimilazione della patch in a cuore danneggiato è una procedura invasiva e richiede impulsi elettrici corretti per far battere il cuore ben integrato con un cerotto. Ma i rischi che comporta questo tipo di procedura sono migliori di un trapianto di cuore totale che è molto più invasivo. Il team si sta preparando per le sperimentazioni sugli animali e le sperimentazioni cliniche entro 5 anni prima che questo possa essere ampiamente utilizzato per i malati di cuore.

***

{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

1. Mohammed et al. 2018,. Regolazione del ciclo cellulare per stimolare la proliferazione dei cardiomiociti adulti e la rigenerazione cardiaca. Cellahttps://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.014

2. Università di Cambridge 2018. Riparare un cuore spezzato. http://www.cam.ac.uk/research/features/patching-up-a-broken-heart. [Accesso al 1 maggio 2018]

Squadra SCIEU
Squadra SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Progressi significativi della scienza. Impatto sull'umanità. Menti ispiratrici.

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