Ricercatore riesce a rigenerare il cuore danneggiato da infarto nei mammiferi

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Uno dei principali ostacoli alla cura delle malattie del cuore umano è che il tessuto cardiaco danneggiato non ha la capacità di riparare se stesso.

Molte forme inferiori di vita hanno una straordinaria capacità di rigenerare i tessuti, gli arti e anche gli organi, una capacità che si perde tra gli esseri umani e gli altri mammiferi. Ora, un ricercatore dell’ Università di Pittsburgh ha utilizzato con successo, i componenti del “ponteggio” cellulare con cui lo zebrafish ha rigenerato il suo tessuto cardiaco, nei mammiferi e in particolare nei topi nonché in cellule del cuore umano in vitro, ottenendo risultati promettenti.

I risultati offrono la speranza di superare la malattia di cuore, la principale causa di morte per gli uomini e le donne.

( Vedi anche:Sempre più vicini alla rigenerazione del cuore danneggiato da attacco cardiaco).

Lo studio, condotto da Yadong Wang, Prof. di Bioingegneria all’ Università di Pittsburgh, in collaborazione con William Kepler Whiteford, ha scoperto che una singola somministrazione di matrici extracellulari (ECM) prelevate dal cuore dello zebrafish, ha ripristinato la funzione del cuore e rigenerato i tessuti cardiaci dei topi che avevano subito un infarto acuto del miocardico.

Il cuore dei topi batte come se nulla fosse accaduto “, ha detto Wang. “E il nostro approccio è molto semplice”.

Lo studio ha anche scoperto che le ECM dello zebrafish hanno protetto i miociti cardiaci umani, cellule specializzate che costituiscono il muscolo del cuore, dallo stress.

La matrice extracellulare (MEC) o ECM (Extracellular matrix), come più comunemente viene definita nell’ambito scientifico internazionale, rappresenta la più complessa unità di organizzazione strutturale dei tessuti degli organismi viventi. I tessuti, infatti, non sono costituiti solo da cellule: una parte rilevante del loro volume è formata dallo spazio extracellulare, occupato da un’intricata rete di macromolecole, la cui organizzazione tridimensionale rappresenta appunto l’ECM. L’analisi biochimica dell’ECM rivela che essa è composta da una pletora di proteine e polisaccaridi, che si aggregano in un reticolo organizzato in maniera compatta e connesso alla superficie delle cellule che l’hanno prodotto e di quelle circostanti. Se fino a qualche tempo fa si pensava che l’ECM servisse principalmente da impalcatura relativamente inerte in grado di stabilizzare la struttura fisica dei tessuti, è ormai ampiamente dimostrato che l’ECM rappresenta il substrato su cui tutte le cellule dei tessuti possono aderire, migrare, proliferare e differenziare, e che ne influenza inoltre la sopravvivenza, la forma e la funzione. Infatti, le macromolecole dell’ECM sequestrano fattori di crescita, molecole come l’acqua o i minerali, e controllano fenomeni fisiologici, quali la morfogenesi, fisiopatologici, quali la guarigione delle ferite, e patologici, quali l’invasione e la metastatizzazione tumorale“.

Le ECM sono le fondamenta architettoniche di tessuti e organi; non solo esse forniscono una “impalcatura” su cui le cellule possono crescere e migrare, ma assistono anche alla segnalazione necessaria all’organo, per svilupparsi, crescere o rigenerarsi. Nei mammiferi, il cuore perde rapidamente la capacità di rigenerarsi dopo la nascita, tranne che per un breve periodo. Negli animali inferiori, come il pesce zebra, il cuore conserva questa capacità per tutta la vita: fino al 20 per cento del cuore danneggiato di un pesce zebra viene completamente rigenerato in pochi giorni.

Wang ed il suo team hanno separato le ECM dello zebrafish dalle altre cellule, congelando il tessuto cardiaco in un processo chiamato “decellularizzazione” in modo che il cuore destinatario non avrebbe rifiutato il trattamento. Hanno poi iniettato le ECM nel cuore danneggiato dei topi  e atteso la sua rigenerazione. Wang ed i suoi colleghi, sono stati i primi a decellularizzare tessuti non-mammiferi per applicazioni in medicina rigenerativa.

“E’ difficile iniettare cellule estranee in un corpo, perché il corpo le riconosce come estranee e le respinge, ma questo non accade con le ECM”. Wang ha spiegato che, poichè le ECM sono composte di collagene, elastina, carboidrati e molecole di segnalazione e non hanno marcatori di superficie delle cellule, DNA o RNA del donatore, il destinatario ha meno probabile di respingere il trattamento.

Wang ha riferito che il ripristino della funzione del cuore è avvenuto quasi subito e la guarigione è stata evidente dopo cinque giorni dal trattamento. Entro una settimana, i ricercatori hanno visto il cuore battere più forte del cuore degli animali non trattati.

I ricercatori hanno testato l’efficacia di ECM prelevate da zebrafish normali e da zebrafish con cuori danneggiati, in cui l’ECM aveva già iniziato il processo di guarigione. Essi hanno scoperto che entrambi i tipi di ECM sono efficaci nel riparare i danni al cuore dei topi, ma l’ECM ottenuto dai cuori di zebrafish che stavano guarendo erano ancora più potenti nel ripristino della funzione cardiaca nei topi.

Wang sta ora lavorando per rigenerare i nervi nei mammiferi, utilizzando lo stesso processo e spera di espandere i trattamenti  ad animali più grandi in uno studio futuro.

Fonte: EurekAlert