Stampi da forno a forma di cuore in metallo su un tavolo sotto la luce del sole
Helen Sotiriadis/Stocksy
  • Gli effetti di un infarto sono spesso permanenti, poiché il tessuto cardiaco non può rigenerarsi, a differenza di altri tessuti.
  • Ciò significa che nonostante qualcuno sia sopravvissuto a un infarto, il danno provocato potrebbe causare problemi di salute o morte negli anni successivi all’evento.
  • La rigenerazione del tessuto cardiaco per consentire il trattamento del tessuto cardiaco danneggiato è un tema caldo nella ricerca.
  • Ora i ricercatori hanno scoperto un meccanismo che consente loro di trattare il tessuto cardiaco nei topi, prima di un infarto, in un modo che fornisce protezione mesi dopo.

Sebbene la maggior parte delle persone sopravvivere a un infarto inizialmente, il rischio di morte aumenta notevolmente negli anni successivi.

Infatti, 65% delle persone che hanno un infarto di età superiore ai 65 anni muoiono entro otto anni dall’incidente iniziale. Ciò è almeno in parte dovuto al fatto che mentre una persona può sopravvivere a un attacco cardiaco iniziale, l’attacco cardiaco stesso, che porta il tessuto cardiaco a essere privato dell’ossigeno e quindi a morire, non si rigenera negli esseri umani adulti.

In un recente studio sugli animali, i ricercatori hanno identificato un meccanismo che ha permesso loro di trattare il tessuto cardiaco e rendere i cuori dei topi sani più resistenti prima di un infarto.

I risultati dello studio appaiono in Natura Ricerca cardiovascolare.

Infarto e morte muscolare

Il prof. James Leiper, Ph.D., direttore medico associato presso la British Heart Foundation e professore di medicina molecolare presso la School of Cardiovascular and Metabolic Health presso l’Università di Glasgow, nel Regno Unito, ha affermato Notizie mediche oggi in una e-mail:

“La maggior parte degli attacchi di cuore sono causati da una malattia coronarica che può causare il restringimento delle arterie coronarie. Il restringimento è dovuto a un graduale accumulo di depositi di grasso chiamati ateroma. Se un pezzo di ateroma si rompe, si forma un coagulo di sangue attorno a questo per cercare di riparare il danno alla parete dell’arteria. Questo coagulo può quindi bloccare le arterie coronarie causando la fame di sangue, ossigeno e nutrienti vitali del muscolo cardiaco, portando alla morte del muscolo cardiaco.

L’entità del danno al muscolo cardiaco dipende dalle dimensioni dell’area irrorata dall’arteria ostruita. Poiché il muscolo cardiaco non è in grado di rigenerarsi, non si ripara mai completamente. Invece, il tessuto cicatriziale si forma al posto del muscolo cardiaco sano.

I cardiomiociti sono un tipo di cellula del cuore responsabile della contrazione del muscolo. Questa contrazione del muscolo è essenziale affinché il cuore sia in grado di spremere il sangue in tutto il corpo, in risposta alla segnalazione elettrica che mantiene il battito cardiaco. Quando queste cellule vengono danneggiate in un attacco di cuore, il cuore perde parte della sua capacità di spremere il sangue in tutto il corpo in modo altrettanto efficace.

Mentre i cardiomiociti sono in grado di proliferare nei feti umani, questa capacità si perde negli esseri umani adulti maturi. Si ritiene che ciò sia in parte dovuto a un compromesso evolutivo che vede diminuire la capacità dei cardiomiociti maturi di proliferare con la forza contrattile. Ciò significa che i danni causati da eventi come gli attacchi di cuore non possono essere corretti.

Sfide di guarigione dopo un infarto

Le fasi di maturazione attraverso le quali i cardiomiociti passano dalle cellule fetali a quelle adulte sono al centro di molte ricerche. Poiché i cardiomiociti non possono proliferare dopo il danno causato da un infarto, sono state condotte ricerche su come i cardiomiociti possono essere dedifferenziati fino a uno stadio in cui sono in grado di proliferare. Chiarire i meccanismi attorno a questo potrebbe fornire informazioni su come il danno al tessuto cardiaco potrebbe essere invertito.

Tuttavia, precedenti ricerche sui cardiomiociti dedifferenziati hanno dimostrato che si verificano effetti deleteri e letali della dedifferenziazione irreversibile. Ciò è molto probabilmente dovuto al fatto che le cellule dedifferenziate potrebbero diventare proliferative in un modo simile al cancro.

Si è sperato che la ridifferenziazione dei cardiomiociti allo stato in cui si trovavano prima della differenziazione potesse evitare alcune di queste complicazioni. Tuttavia, non è chiaro se rimarrebbero i potenziali effetti benefici della precedente differenziazione verso uno stato più proliferativo.

Curare il cuore prima di un attacco

Ricercatori nel laboratorio del dottor Eldad Tzahor nel dipartimento di biologia cellulare molecolare del Weizmann Institute of Science, precedentemente individuato che quando una particolare proteina ERBB2, codificata dal ERBB2 gene è stato sovraespresso, si è verificata la dedifferenziazione. Tuttavia, i cardiomiociti in questo stato dedifferenziato e più proliferativo avevano una limitata capacità di contrarsi. I ricercatori hanno poi osservato che quando la sovraespressione è stata interrotta, i cardiomiociti sono stati sottoposti a ridifferenziazione e sono tornati alla loro capacità contrattile originale e le prestazioni cardiache sono migliorate.

Nell’ultima ricerca del laboratorio, guidata dal Dr. Avraham Shakked, Ph.D., hanno cercato di indagare il meccanismo alla base di questo gene e proteina e la longevità dei suoi effetti. Lo hanno mostrato quando un topo transgenico che aveva il suo ERBB2 gene temporaneamente attivato a 3 mesi ha avuto un infarto 5 mesi dopo, si è ripreso.

Ciò ha dimostrato che i cardiomiociti redifferenziati mantenevano parte della loro capacità proliferativa e quindi di guarigione.

Questa è stata la scoperta più entusiasmante per il team, ha detto l’autore principale Dr. Avraham Shakked MNT in un’intervista:

“Forse il più eccitante è l’effetto cardioprotettivo di tutta questa sequenza di eventi che non ci aspettavamo davvero di trovare o vedere, e in realtà questo ha l’impatto più potenziale ad un certo punto nel futuro”.

Ricerca futura sulla rigenerazione cardiaca

I prossimi passi per il team riguarderanno l’ulteriore chiarimento del meccanismo. “Una delle cose che faremo è effettivamente cercare di esaminare il meccanismo alla base di tale protezione. Perché se puoi isolare l’agente causale con un effetto causale, allora non devi necessariamente sottoporti a [dedifferentiation and redifferentiation] Ciclo DR, che potrebbe essere piuttosto invasivo o piuttosto drammatico.

“Se sai esattamente di cosa si trattava, probabilmente potresti essere molto più preciso nel raggiungere lo stesso risultato”, ha detto.

Il team aveva diverse ipotesi su cosa potesse esserci dietro questo meccanismo e voleva testarle una per una, ha detto. Prima di considerare le applicazioni cliniche negli esseri umani, sarebbe necessario vedere se i risultati potrebbero essere replicati in topi non transgenici o mammiferi più grandi, come i maiali, ha spiegato.

Lo ha detto il Prof. Mauro Giacca, Professore di Scienze Cardiovascolari al King’s College di Londra MNT in una e-mail: “La questione di capire se i cardiomiociti ritornano a uno stato fisiologico e differenziato dopo essere stati spinti a proliferare è una questione chiave per la rigenerazione cardiaca clinica, e i risultati ottenuti dal gruppo Tzahor nel loro elegante modello sono abbastanza confortanti a questo riguardo . Ciò che era meno atteso è la questione del “ringiovanimento” di questi cardiomiociti, che tuttavia ha molto senso, poiché la replicazione richiede un ampio riarrangiamento del panorama epigenetico dei cardiomiociti. Questo è un ulteriore vantaggio per la rigenerazione cardiaca!”