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

Quando un paziente soffre di insufficienza cardiaca, una delle principali cause di morte nel 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 del corpo. Poiché le persone non possono rigenerare queste cellule cardiache, il paziente deve affrontare un lungo percorso di guarigione che include trattamenti preventivi o sintomatici.

Tuttavia, alcuni mammiferi sono in grado di rigenerare le cellule cardiache, sebbene ciò avvenga in genere entro un certo periodo di tempo immediatamente dopo la nascita. Sulla base di ciò, il Dott. Mahmood Salama Ahmed 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 dei farmaci approvati dalla FDA che inducono la rigenerazione cardiaca nei mammiferi", è stato pubblicato sulla rivista Nature Cardiovascular 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 allo studio presso l'UT Southwestern Medical Center. Ha affermato che la ricerca attuale si basa sui risultati di uno studio del 2020 condotto dal laboratorio del Dott. Hesham Sadek, presso l'UT Southwestern Medical Center.

In quello studio, i ricercatori hanno dimostrato che i topi potevano effettivamente rigenerare le cellule cardiache eliminando geneticamente due fattori di trascrizione: Meis1 e Hoxb13. Forti di queste informazioni, Ahmed e i suoi coautori hanno avviato il loro ultimo studio nel 2018 presso l'University of Texas Southwestern Medical Center. Hanno iniziato prendendo di mira i fattori di trascrizione (Meis1 e Hoxb13) utilizzando paromomicina e neomicina, due antibiotici della classe degli aminoglicosidi.

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

Ahmed ha affermato che la struttura di paromomicina e neomicina indicava la loro capacità di legarsi e inibire il fattore di trascrizione Meis1. Per comprendere come questo legame possa avvenire, il team ha dovuto prima svelare i meccanismi molecolari di paromomicina e neomicina e capire come si legano ai geni Meis1 e Hoxb13.

"Abbiamo iniziato a testare questo su topi affetti da infarto miocardico o ischemia", ha spiegato Ahmed. "Abbiamo scoperto che entrambi i farmaci (paromomicina e neomicina) agivano sinergicamente per aumentare la frazione di eiezione (la percentuale di sangue che esce dal cuore a ogni contrazione), migliorando significativamente la contrattilità dei ventricoli (le camere del cuore). Questo ha aumentato la gittata cardiaca e ridotto la cicatrice fibrosa che si stava formando 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 complessivo della gittata cardiaca dopo la somministrazione di paromomicina e neomicina.

Nelle ricerche future, Ahmed è interessato a combinare i profili di legame di paromomicina e neomicina in un'unica molecola anziché in due. In caso di successo, ha affermato, la nuova molecola potrebbe evitare qualsiasi effetto indesiderato o potenzialmente indesiderato associato alla resistenza agli antibiotici.

"Vogliamo creare nuove piccole molecole sintetiche che colpiscano Meis1 e Hoxb13", ha detto Ahmed. "Vogliamo continuare lo studio sui suini per studi tossicologici. E poi, speriamo, questo possa essere un punto di partenza per le sperimentazioni cliniche sull'uomo.

La buona notizia è che stiamo utilizzando diversi farmaci approvati dalla FDA con profili di sicurezza consolidati ed effetti collaterali ben noti, quindi possiamo evitare alcuni passaggi necessari per ottenere l'approvazione per studiare un nuovo farmaco. Questo è il bello del riutilizzo dei farmaci: possiamo arrivare in clinica prima e iniziare a salvare vite umane.