Gli scienziati hanno individuato il motivo della mancata capacità di rigenerare le cellule del muscolo cardiaco

I ricercatori che studiano le cellule staminali dell'Università della California di Los Angeles hanno scoperto perché le cellule muscolari cardiache adulte, chiamate cardiomiociti, hanno perso la capacità di proliferare e questo potrebbe spiegare perché il cuore umano abbia una capacità di rigenerazione così limitata.

La ricerca, condotta su linee cellulari e topi, potrebbe portare allo sviluppo di metodi per riprogrammare le cellule muscolari cardiache direttamente nel cuore dei pazienti, consentendo loro di creare nuovi muscoli e riparare i danni, ha affermato il dott. Robb MacLellan dell'Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research presso l'UCLA.

A differenza di tritoni e salamandre, il corpo umano adulto non può rigenerare spontaneamente organi danneggiati come il cuore. Tuttavia, studi recenti dimostrano che i mammiferi hanno la capacità di rigenerare il cuore per un periodo di tempo molto breve, entro la prima settimana di vita. Dopodiché questa capacità si perde. Ma se un tempo era presente, forse può essere ripristinata?

Pubblicata sulla rivista peer-reviewed Journal of Cell Biology, la ricerca del Dott. McLellan dimostra che è possibile riportare l'orologio cellulare a un'epoca in cui i cardiomiociti avevano la capacità di proliferare e riparare il muscolo cardiaco.

"Le salamandre e altri organismi inferiori hanno la capacità di dedifferenziare i loro cardiomiociti, ovvero riportarli a uno stato precedente e più primitivo, consentendo a queste cellule di rientrare nel ciclo cellulare e creare nuovo muscolo cardiaco", afferma il Dott. McLellan, professore associato di cardiologia e fisiologia. "Nei mammiferi, questo potenziale è perduto. Se sapessimo come ripristinarlo, o conoscessimo il motivo per cui i cardiomiociti adulti non proliferano, potremmo provare a trovare un modo per rigenerare il cuore usando i metodi della Natura".

I cardiomiociti derivano dalle cellule staminali progenitrici, o cellule precursori, che formano il cuore attraverso la proliferazione. Una volta formato il cuore, i miociti si trasformano da cellule immature a cellule mature, che non sono più in grado di riprodursi. Nei tritoni e nelle salamandre, la situazione è diversa: i loro cardiomiociti possono tornare a uno stato immaturo, o primitivo, e, riacquisendo la capacità di proliferare, riparare i danni e quindi trasformarsi nuovamente in cellule mature.

Secondo il Dott. McLellan, il motivo per cui i cardiomiociti umani non sono in grado di fare lo stesso è piuttosto semplice: nel loro stato più primitivo, i cardiomiociti perdono la capacità di contrarsi normalmente, fondamentale per il corretto funzionamento del cuore. Poiché gli esseri umani sono molto più grandi di tritoni e salamandre, i nostri cuori dovevano essere molto più efficienti per mantenere una pressione sanguigna ottimale e una circolazione normale.

"Nel corso della nostra evoluzione, per mantenere una pressione sanguigna e una circolazione ottimali, abbiamo dovuto rinunciare alla capacità di rigenerare il muscolo cardiaco", afferma McLellan. "Ciò che abbiamo ottenuto sono state cellule muscolari cardiache più efficienti e un cuore. Ma è stato un compromesso."

Il Dott. McLellan ritiene che l'inibizione temporanea dell'espressione delle proteine che bloccano il meccanismo del ciclo cellulare possa essere in grado di forzare i cardiomiociti adulti a tornare al ciclo cellulare, ovvero a proliferare. Questi metodi dovrebbero essere reversibili, in modo che l'effetto del targeting delle proteine responsabili della proliferazione scompaia una volta riparato il danno. I cardiomiociti torneranno quindi allo stato maturo e inizieranno a favorire la contrazione del muscolo cardiaco ripristinato. Per eliminare le proteine che mantengono i miociti in uno stato maturo, il Dott. McLellan sta già valutando l'utilizzo di nanoparticelle per somministrare piccoli RNA interferenti al cuore.

In un infarto del miocardio, una parte del cuore non riceve più ossigeno e i cardiomiociti muoiono, venendo sostituiti da tessuto cicatriziale. Non è difficile individuare l'area danneggiata del cuore e, se si sviluppa un metodo per riprogrammare i miociti del paziente, è possibile introdurre nell'area danneggiata un sistema che controlla l'attività della proteina desiderata ed è in grado di riportare i miociti a uno stato primitivo. Ciò consentirà di sostituire il muscolo cardiaco morto con uno vivo.

"La capacità degli organismi inferiori di rigenerarsi e il motivo per cui ciò non avviene negli esseri umani sono argomenti di discussione da molto tempo. Questo è il primo articolo che fornisce una spiegazione del perché ciò avvenga", commenta il professor McLellan a proposito del suo lavoro.

Si è parlato molto dell'utilizzo di cellule staminali embrionali umane (hESC) o di cellule staminali pluripotenti indotte riprogrammate (iPSC) per rigenerare il cuore. Tuttavia, non si sa ancora quale grado di rigenerazione si possa raggiungere né quanto significativi possano essere i benefici.

"A mio avviso, questo è un potenziale meccanismo per rigenerare il muscolo cardiaco senza l'uso di cellule staminali", afferma il Dott. McLellan. "In questo caso, ogni persona diventerebbe una fonte di cellule per la propria rigenerazione."

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