Lo studio esamina la rigenerazione delle cellule cardiache alla ricerca di nuovi trattamenti

Quando un paziente sperimenta insufficienza cardiaca, una delle principali cause di morte in tutto il mondo, inizia a perdere cellule cardiache sane e funzionanti. L’insufficienza cardiaca fa sì che queste cellule, un tempo flessibili, si trasformino in cellule fibrose che non sono più in grado di contrarsi e rilassarsi. Questo indurimento delle cellule cardiache compromette la loro capacità di trasportare efficacemente il sangue al resto degli organi del corpo umano. Poiché le persone non possono rigenerare queste cellule cardiache, il paziente deve affrontare una lunga strada verso la guarigione, compreso il trattamento preventivo o sintomatico.

Tuttavia, alcuni mammiferi sono in grado di rigenerare le cellule cardiache, anche se ciò avviene solitamente in un periodo di tempo immediatamente successivo alla nascita. Sulla base di ciò, Mahmoud Salama Ahmed, Ph.D., e un team internazionale di ricercatori hanno completato uno studio per identificare nuovi agenti terapeutici o regimi terapeutici esistenti precedentemente approvati dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense per la rigenerazione delle cellule cardiache.

Il loro studio, "Identificazione di farmaci approvati dalla FDA che inducono la rigenerazione cardiaca nei mammiferi", è stato pubblicato su Nature Cardiovascolare Research.

"Questo studio è finalizzato alla terapia rigenerativa, non al trattamento sintomatico", ha aggiunto Ahmed.

Ahmed, professore di scienze farmaceutiche presso la Jerry H. Hodge School of Pharmacy della Texas Tech University, ha lavorato a questo studio presso il Southwestern Medical Center dell'Università del Texas. Ha affermato che lo studio attuale si basa sui risultati di uno studio del 2020 condotto dal laboratorio del medico Hesham Sadek, presso l'UT Southwestern Medical Center.

In quello studio, i ricercatori hanno dimostrato che i topi potevano effettivamente rigenerare le cellule cardiache quando due fattori di trascrizione venivano geneticamente eliminati: Meis1 e Hoxb13. Armati di queste informazioni, Ahmed e i suoi coautori hanno iniziato il loro ultimo studio nel 2018 presso il Southwestern Medical Center dell’Università del Texas. Hanno iniziato prendendo di mira i fattori di trascrizione (Meis1 e Hoxb13) utilizzando paromomicina e neomicina, due antibiotici aminoglicosidici.

"Abbiamo sviluppato inibitori per disattivare la trascrizione interna e ripristinare la capacità rigenerativa delle cellule cardiache", ha aggiunto Ahmed.

Ahmed ha affermato che le strutture della paromomicina e della neomicina hanno indicato il loro potenziale di legarsi e inibire il fattore di trascrizione Meis1. Per capire come potrebbe avvenire questo legame, il team ha dovuto prima scoprire i meccanismi molecolari della paromomicina e della neomicina e il modo in cui si legano ai geni Meis1 e Hoxb13.

"Abbiamo iniziato a testarlo su topi affetti da infarto miocardico o ischemia", ha spiegato Ahmed. "Abbiamo scoperto che entrambi i farmaci (paromomicina e neomicina) agiscono in sinergia per aumentare la frazione di eiezione (la percentuale di sangue che lascia il cuore ad ogni contrazione) in modo che la contrattilità dei ventricoli (camere cardiache) sia significativamente migliorata. Ciò ha aumentato la gittata cardiaca e ha ridotto la cicatrice fibrosa che si era formata nel cuore."

Il team ha collaborato con scienziati dell'Università dell'Alabama a Birmingham per somministrare paromomicina e neomicina a suini affetti da infarto miocardico. Hanno scoperto che i suini affetti da infarto miocardico presentavano una migliore contrattilità, frazione di eiezione e un miglioramento generale della gittata cardiaca quando venivano trattati con paromomicina e neomicina.

Nella ricerca futura, Ahmed è interessato a combinare i profili di legame della paromomicina e della neomicina in un'unica molecola anziché in due. Se avrà successo, ha affermato che la nuova molecola potrebbe evitare qualsiasi effetto indesiderato o potenzialmente indesiderato associato alla resistenza agli antibiotici.

"Vogliamo creare nuove piccole molecole sintetizzate che abbiano come target Meis1 e Hoxb13", ha affermato Ahmed. "Vogliamo continuare lo studio sui suini in relazione agli studi tossicologici. In futuro, si spera, questo sarà un'introduzione alle sperimentazioni cliniche sugli esseri umani.

"La buona notizia è che utilizziamo diversi farmaci approvati dalla FDA con profili di sicurezza consolidati ed effetti collaterali ben noti, in modo da poter aggirare alcune fasi di approvazione di un nuovo farmaco sperimentale. Questo è il bello del riutilizzo dei farmaci: noi possiamo arrivare in clinica prima così possiamo iniziare a salvare vite umane."