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Terapia genica per l'infarto (infarto miocardico): studio sul miglioramento della funzione cardiaca dei maiali

SCIENZEBIOLOGIATerapia genica per l'infarto (infarto miocardico): studio sul miglioramento della funzione cardiaca dei maiali

Per la prima volta, la consegna di materiale genetico ha indotto le cellule cardiache a de-differenziarsi e proliferare in un modello di animali di grandi dimensioni dopo un infarto miocardico. Ciò ha portato a un miglioramento delle funzioni cardiache.

Secondo CHI, circa 25 milioni di persone nel mondo sono colpite da infarti. Un attacco di cuore – chiamato infarto miocardico – è causato da un blocco improvviso di una delle arterie coronarie cardiache. L'infarto provoca danni strutturali permanenti al cuore del paziente sopravvissuto attraverso la formazione di cicatrici e l'organo non è in grado di superare la perdita di cardiaco muscoli. Questo può spesso portare a insufficienza cardiaca e persino alla morte. Il cuore di un mammifero può rigenerarsi solo immediatamente dopo la nascita, a differenza dei pesci e delle salamandre che hanno la capacità di rigenerare il loro cuore per tutta la vita. Le cellule muscolari cardiache oi cardiomiociti negli esseri umani sono ormai incapaci di replicare e rigenerare il tessuto perso. La terapia con cellule staminali è stata tentata per rigenerare il cuore in un grosso animale, ma finora senza successo.

È stato stabilito in precedenza che nuovo tessuto potrebbe formarsi nel cuore mediante de-differenziazione di cardiomiociti già esistenti e proliferazione di cardiomiociti. Nei mammiferi adulti, compreso l'uomo, sono stati osservati livelli limitati di proliferazione dei cardiomiociti, quindi l'aumento di questa proprietà è visto come un potenziale modo per ottenere la riparazione cardiaca.

Precedenti studi sui topi hanno dimostrato che la proliferazione dei cardiomiociti può essere controllata dalla terapia di manipolazione genetica tramite microRNA (miRNA) utilizzando la comprensione del processo di maturazione dei cardiomiociti. I microRNA – piccole molecole di RNA non codificanti – regolano l'espressione genica in vari processi biologici. Gene la terapia è una tecnica sperimentale che prevede l'introduzione di materiale genetico nelle cellule per compensare geni anormali o per consentire l'espressione di una o più proteine ​​cruciali per trattare o prevenire una malattia. Il carico di materiale genetico viene consegnato utilizzando vettori o vettori virali in quanto possono infettare la cellula. I virus adeno-associati sono generalmente utilizzati in quanto hanno una maggiore efficienza e capacità, inoltre sono sicuri per l'uso a lungo termine perché non causano malattie negli esseri umani. Precedente terapia genetica uno studio su un modello murino ha dimostrato che alcuni miRNA umani possono stimolare la rigenerazione cardiaca nei topi dopo infarto miocardico.

In un nuovo studio pubblicato in Natura l'8 maggio i ricercatori descrivono la terapia genica che può indurre le cellule del cuore a guarire e rigenerarsi dopo un attacco di cuore per la prima volta in un modello di maiale di grandi dimensioni clinicamente rilevante. Dopo l'infarto del miocardio nei suini, i ricercatori hanno consegnato un piccolo pezzo di materiale genetico microRNA-199a nel cuore dei suini attraverso l'iniezione diretta nel tessuto miocardico utilizzando il vettore virale adeno-associato AAV Sierotipo 6. I risultati hanno mostrato che la funzione cardiaca nei suini è stata completamente riparata e recuperata da infarto miocardico dopo un periodo di un mese rispetto al gruppo di controllo. Un totale di 25 animali trattati ha mostrato miglioramenti significativi nella funzione contrattile, aumento della massa muscolare e diminuzione della fibrosi cardiaca. Le cicatrici sono state ridotte di dimensioni del 50 percento. È stato osservato che bersagli noti di miRNA-199a sono downregolati negli animali trattati, inclusi due fattori della via dell'ippopotamo che è un importante regolatore delle dimensioni e della crescita degli organi e svolge ruoli nella proliferazione cellulare, nell'apoptosi e nella differenziazione. La diffusione del miRNA-199a era limitata solo al muscolo cardiaco iniettato. L'imaging è stato eseguito utilizzando la risonanza magnetica cardiaca (cMRI), utilizzando il potenziamento tardivo del gadolinio (LGE) - LGE (cMRI).

Lo studio sottolinea l'importanza di un dosaggio accurato in questa particolare terapia genica. L'espressione a lungo termine, persistente e incontrollata del microRNA ha causato la morte aritmica improvvisa della maggior parte dei soggetti suini che erano in trattamento. Pertanto, è necessaria la progettazione e la consegna di imitatori di miRNA artificiali poiché il trasferimento genico mediato da virus potrebbe non essere in grado di raggiungere lo scopo desiderato in modo efficace.

L'attuale studio mostra che la somministrazione di un "farmaco genetico" efficace può indurre la de-differenziazione e la proliferazione dei cardiomiociti, stimolando così la riparazione cardiaca in un modello di animali di grandi dimensioni, in questo caso un maiale che ha un'anatomia e una fisiologia del cuore simili a quelle umane. Il dosaggio sarebbe di fondamentale importanza. Lo studio rafforza l'attrattiva dei miRNA come strumenti genetici grazie alla loro capacità di regolare e controllare i livelli di diversi geni contemporaneamente. Lo studio passerà presto alla sperimentazione clinica. Utilizzando questa terapia, potrebbero essere sviluppati trattamenti nuovi ed efficaci per gravi malattie cardiovascolari.

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

Fonte (s)

1. Gabisonia K. et al. 2019. La terapia del microRNA stimola la riparazione cardiaca incontrollata dopo l'infarto del miocardio in maiali. Natura. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1191-6
2. Eulalio A. et al. 2012. Lo screening funzionale identifica i miRNA che inducono la rigenerazione cardiaca. Natura. 492. https://doi.org/10.1038/nature11739

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