La ricerca sui cardiomiociti rivela un nuovo modo di rigenerare le cellule cardiache danneggiate

Secondo uno studio pubblicato sul Journal of Clinical Investigation, gli scienziati della Northwestern Medicine hanno scoperto un modo per rigenerare le cellule danneggiate del muscolo cardiaco nei topi, il che potrebbe aprire una nuova strada al trattamento delle cardiopatie congenite nei bambini e dei danni cardiaci successivi a un infarto negli adulti.

La sindrome del cuore sinistro ipoplasico (HLHS) è una rara cardiopatia congenita che si verifica quando il lato sinistro del cuore di un bambino non si sviluppa correttamente durante la gravidanza, secondo l'Ann & Robert H. Lurie Children's Hospital di Chicago. La condizione colpisce un neonato su 5.000 ed è responsabile del 23% dei decessi per malattie cardiache nella prima settimana di vita.

I cardiomiociti, le cellule responsabili della contrazione del muscolo cardiaco, possono rigenerarsi nei mammiferi neonati, ma perdono questa capacità con l'età, ha affermato Paul Shumaker, PhD, professore di pediatria presso la divisione di neonatologia e autore principale dello studio.

"Al momento della nascita, le cellule del muscolo cardiaco possono ancora subire una divisione mitotica", ha detto Shumaker. "Ad esempio, se il cuore di un topo neonato subisce una lesione a uno o due giorni di vita, e poi si aspetta che il topo diventi adulto, osservando la zona lesionata del cuore, non si saprebbe mai che c'è stata una lesione."

Nello studio attuale, Shumaker e colleghi hanno cercato di capire se i cardiomiociti dei mammiferi adulti potessero tornare allo stato rigenerativo del feto.

Poiché i cardiomiociti fetali sopravvivono grazie al glucosio anziché generare energia cellulare attraverso i mitocondri, Shumaker e colleghi hanno eliminato un gene correlato ai mitocondri, UQCRFS1, nei cuori dei topi adulti, inducendoli a tornare a uno stato simile a quello fetale.

Nei topi adulti con tessuto cardiaco danneggiato, i ricercatori hanno osservato che le cellule cardiache iniziavano a rigenerarsi dopo l'inibizione di UQCRFS1. Le cellule hanno anche iniziato a consumare più glucosio, in modo simile al funzionamento delle cellule cardiache fetali, secondo lo studio.

I risultati dello studio suggeriscono che un maggiore utilizzo di glucosio può anche ripristinare la divisione cellulare e la crescita nelle cellule cardiache adulte e potrebbe fornire una nuova strada per il trattamento delle cellule cardiache danneggiate, ha affermato Shumaker.

"Questo è il primo passo verso la soluzione di uno dei quesiti più importanti in cardiologia: come possiamo far sì che le cellule cardiache si dividano di nuovo così da poter riparare il cuore?", ha affermato Shumaker, che è anche professore di biologia cellulare e dello sviluppo e di medicina presso la Divisione di pneumologia e terapia intensiva.

Sulla base di questa scoperta, Shumaker e i suoi colleghi si concentreranno sull'identificazione di farmaci in grado di innescare questa risposta nelle cellule cardiache senza modifiche genetiche.

"Se riuscissimo a trovare un farmaco che attiva questa risposta allo stesso modo della modificazione genetica, potremmo quindi interromperne l'uso una volta che le cellule cardiache saranno cresciute", ha affermato Shumaker. "Nel caso dei bambini con HLHS, questo potrebbe permetterci di ripristinare il normale spessore della parete ventricolare sinistra. Sarebbe una soluzione salvavita."

Shumaker ha affermato che questo approccio potrebbe essere utilizzato anche per gli adulti che hanno avuto un infarto.

"È stato un progetto importante e sono grato a tutti coloro che vi hanno partecipato", ha detto Shumaker. "L'articolo include 15 docenti della Northwestern University come coautori, quindi è stato davvero un lavoro di squadra."