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 numerose morti. A causa dell'invecchiamento della popolazione, la cura del cuore sta diventando una necessità, con conseguente aumento delle spese. Nonostante i significativi progressi nelle terapie cardiache e le numerose misure preventive adottate, la mortalità e la morbilità rimangono ancora molto elevate. Le opzioni terapeutiche disponibili sono limitate e, nella maggior parte dei casi, il trapianto di cuore è riservato ai pazienti in fase terminale, che stanno evolvendo verso un'insufficienza cardiaca completa.
Il nostro corpo possiede una straordinaria capacità di autoguarigione: ad esempio, il fegato può rigenerarsi quando danneggiato, così come la pelle nella maggior parte dei casi, e un rene può sostituirne due. Purtroppo, questo non vale per la maggior parte dei nostri organi vitali, incluso il cuore. Quando un cuore umano viene danneggiato, a causa di una malattia o di un trauma, il danno è permanente. Ad esempio, dopo un infarto, milioni o miliardi di cellule del muscolo cardiaco possono andare perse per sempre. Questa perdita indebolisce gradualmente il cuore e porta a gravi patologie come l'insufficienza cardiaca o la formazione di cicatrici nel cuore, che possono rivelarsi fatali. L'insufficienza cardiaca si verifica solitamente quando i cardiomiociti (un tipo di cellule) diventano carenti. A differenza dei tritoni e delle salamandre, gli adulti umani non sono in grado di rigenerare spontaneamente organi danneggiati come il cuore. Nell'embrione umano, o durante la gestazione, le cellule cardiache si dividono e si moltiplicano, contribuendo alla crescita e allo sviluppo del cuore per nove mesi. I mammiferi, compresi gli esseri umani, non possiedono la capacità di rigenerare il cuore, poiché perdono completamente questa capacità circa una settimana dopo la nascita. Le cellule del muscolo cardiaco perdono la capacità di dividersi e moltiplicarsi e quindi non possono rigenerarsi. Questo vale anche per altre cellule umane, come quelle del cervello, del 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. Questo è anche il motivo per cui non si formano mai tumori al cuore: i tumori sono causati da una crescita incontrollata delle cellule. Se, tuttavia, si riuscisse a far sì che queste cellule riacquistino la capacità di dividersi, ciò potrebbe portare alla "rigenerazione" di diversi tessuti e contribuire alla riparazione di un organo.
L'unica opzione per chi soffre di un cuore debole o danneggiato , o di una malattia cardiaca, è il trapianto di cuore. Tuttavia, questa opzione presenta numerosi ostacoli che generalmente ne impediscono la realizzazione per la maggior parte dei pazienti. Innanzitutto, il cuore donato deve essere sano prima del decesso del donatore, il che significa che deve provenire da persone giovani decedute a causa di malattie o lesioni, le cui condizioni non abbiano compromesso in alcun modo il cuore . Il potenziale ricevente deve inoltre essere compatibile con il cuore del donatore per poter ricevere il trapianto. Questo si traduce in una lunga attesa. Come possibile alternativa, la possibilità di creare nuovo tessuto muscolare nel cuore attraverso la divisione cellulare potrebbe offrire speranza a milioni di persone con danni cardiaci. Molte procedure sono state sperimentate dalla comunità scientifica, ma finora i risultati sono stati inefficaci.
In un nuovo studio pubblicato su Cell, i ricercatori dell'Università della California, San Francisco, USA, hanno sviluppato per la prima volta un metodo efficiente e stabile in modelli animali per indurre la divisione delle cellule cardiache adulte (cardiomiociti) e quindi potenzialmente riparare la porzione danneggiata del cuore 1. Gli autori hanno identificato quattro geni coinvolti nella divisione cellulare (ovvero la capacità delle cellule di moltiplicarsi autonomamente). Combinando questi geni con geni che inducono i cardiomiociti maturi a rientrare nel ciclo cellulare, hanno osservato che le cellule si dividevano e si riproducevano. Pertanto, potenziando la funzione di questi quattro geni essenziali, il tessuto cardiaco ha mostrato segni di rigenerazione. Dopo un'insufficienza cardiaca in un paziente, questa combinazione migliora la funzione cardiaca. I cardiomiociti hanno mostrato una divisione del 15-20% nello studio attuale (rispetto all'1% negli studi precedenti), confermando l'affidabilità e l'efficacia di questa ricerca. Questo studio potrebbe tecnicamente essere esteso ad altri organi, poiché questi quattro geni sono una caratteristica comune. Si tratta di un lavoro di grande rilevanza perché qualsiasi studio sul cuore è innanzitutto molto complesso e, in secondo luogo, la somministrazione di geni deve essere effettuata con cautela per evitare la formazione di tumori. Questo lavoro potrebbe rivelarsi un approccio molto efficace per la rigenerazione del cuore e di altri organi.
Un altro studio condotto dallo Stem Cell Institute dell'Università di Cambridge, nel Regno Unito, ha sviluppato un metodo innovativo per riparare il tessuto cardiaco , eliminando la necessità di un donatore² . I ricercatori hanno utilizzato cellule staminali per coltivare in laboratorio delle porzioni di "muscolo cardiaco" vive, di soli 2.5 centimetri quadrati, che si presentano come un potente strumento per il trattamento dei pazienti affetti da insufficienza cardiaca. Queste porzioni hanno ottime prospettive di integrarsi naturalmente nel cuore del paziente , ovvero si tratta di un tessuto "pienamente funzionale" che batte e si contrae proprio come un normale muscolo cardiaco. Un precedente approccio, basato sull'iniezione di cellule staminali nel corpo per riparare il cuore, si era rivelato inefficace perché le cellule staminali non rimanevano nel muscolo cardiaco , ma si disperdevano nel sangue. La porzione attuale è invece un tessuto cardiaco "vivo" e "battinte" che può essere impiantato in un organo (in questo caso il cuore ), consentendo così di riparare eventuali danni. Tali porzioni potrebbero essere coltivate in base alle necessità del paziente, eliminando di fatto la necessità di attendere un donatore compatibile. Questi patch potrebbero anche essere coltivati utilizzando le cellule del paziente cardiopatico stesso, eliminando i rischi associati al trapianto di organi. L'integrazione del patch in un cuore danneggiato è una procedura invasiva che richiede impulsi elettrici precisi per garantire un battito cardiaco ben integrato con il patch. Tuttavia, i rischi di questo tipo di procedura sono inferiori rispetto a quelli di un trapianto di cuore totale, che è molto più invasivo. Il team si sta preparando per le sperimentazioni sugli animali e per gli studi clinici che si terranno entro 5 anni, prima che questa tecnologia possa essere ampiamente utilizzata per i pazienti cardiopatici.
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Fonte (s)
1. Mohamed et al. 2018,. Regolazione del ciclo cellulare per stimolare la proliferazione dei cardiomiociti adulti e la rigenerazione cardiaca. Cell . https://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 . [Consultato il 1° maggio 2018]
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