Infarto: le cellule staminali aiutano a ripristinare la funzione cardiaca, ma in modo diverso

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Immagine, in questa microscopica immagine istologica, le cellule immunitarie dei macrofagi (mostrate in rosso e verde) si riversano nella regione lesa di un cuore di topo danneggiato tre giorni dopo che i ricercatori hanno iniettato cellule staminali cardiache adulte nell’area punteggiata di giallo. I ricercatori riportano su Nature del 27 novembre che la terapia con cellule staminali aiuta i cuori a riprendersi dagli infarti innescando una risposta immunitaria innata che altera l’attività cellulare intorno all’area lesa in modo che guarisca con una cicatrice più ottimizzata e migliori proprietà contrattili.

 Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature mostra che le cellule staminali funzionano bene per riparare il cuore danneggiato da un infarto, ma in un modo completamente diverso da quanto inizialmente previsto.

Lo studio mostra che le cellule staminali, vive o morte, se iniettate nell’area del danno nel cuore dei topi, attivano un’intensa infiammazione acuta. Ciò innesca la classica risposta di guarigione della ferita che si traduce infine nel recupero parziale o completo della funzione meccanica dell’area lesa.

Le cellule staminali sono una nuova area di ricerca intensiva in quasi tutti i campi della scienza medica. Queste cellule sono caratterizzate dalla loro proprietà di autorinnovamento e dalla capacità di differenziarsi in molti diversi tipi di cellule. Sono state a lungo pensate per stimolare la riparazione e la rigenerazione dei tessuti differenziandosi nelle cellule dei tessuti nativi che erano state ferite nell’organo o nel tessuto dato.

Le cellule staminali causano infiammazione dovuta all’attivazione dei macrofagi che sono il sistema di allarme rapido della risposta immunitaria. L’infiammazione risultante provoca la guarigione della ferita che termina in un leggero miglioramento della funzione cardiaca dopo un infarto. I macrofagi CCR2 + e CX3CR1 + causano infiammazione acuta.

I macrofagi, insieme ad altre cellule immunitarie non specifiche, fanno parte della risposta immunitaria innata che è la prima a reagire a un antigene o ad un invasore. Una volta che questa risposta è avviata, le cellule intorno all’area lesa iniziano a mostrare un nuovo modello e livello di attività. Questo alla fine fa sì che la cicatrice che si sta formando diventi più sana, con conseguente migliore contrattilità del tessuto cardiaco nella parte danneggiata.

Vedi anche, E possibile invertire il danno e ripristinare la funzione cardiaca, anche dopo un grave infarto.

Lo studio

Ricerche precedenti del 2014 dello stesso gruppo, pubblicate sullo stesso giornale, hanno fornito le basi per lo studio attuale. Nello studio precedente, gli scienziati hanno iniettato cellule staminali nel cuore danneggiato. Si aspettavano che queste cellule avrebbero sostituito i cardiomiociti, ma non è successo. Ciò ha indotto i ricercatori a chiedersi come funzionasse effettivamente la terapia con cellule staminali. Per rispondere a questa domanda, hanno progettato un nuovo modo di indagare le cellule staminali utilizzate come trattamento.

I ricercatori hanno utilizzato 2 tipi comunemente usati di cellule staminali cardiache, vale a dire le cellule mononucleari del midollo osseo e le cellule progenitrici cardiache. Hanno esaminato i dati che avevano su queste cellule, testandoli e riconvalidandoli in diverse condizioni. Sono rimasti sorpresi nel vedere che il cuore è diventato più forte se una delle due cellule staminali è stata iniettata, ma anche se sono state iniettate cellule staminali morte o una sostanza chimica inerte chiamata Zymosan che è chimicamente inerte, ma può provocare un’immunità innata.

I risultati

I ricercatori hanno scoperto che qualunque iniezione fosse stata utilizzata, la risposta immunitaria causava una differenza nella formazione del tessuto connettivo che costituisce la matrice extracellulare, un componente importante dell’ambiente extracellulare. Di conseguenza, la matrice extracellulare della zona di confine veniva ridotta. Inoltre, questa infiammazione ha anche migliorato la resistenza meccanica della cicatrice e i fibroblasti cardiaci sono diventati più attivi.

Per ottenere questa guarigione, le cellule chimiche o staminali devono essere iniettate direttamente nel cuore, proprio attorno all’area danneggiata. Nella maggior parte dei casi di precedenti ricerche sulle cellule staminali per danni ischemici al cuore, le iniezioni sono state immesse in circolo, citando la sicurezza del paziente. Questo potrebbe essere il motivo per cui così tanti studi hanno mostrato risultati incoerenti: sono stati progettati male. Il ricercatore Jeffery Molkentin riassume così: “I nostri risultati mostrano che il materiale iniettato deve andare direttamente nel tessuto cardiaco che fiancheggia la regione dell’infarto. Qui è dove avviene la guarigione e dove i macrofagi possono fare la loro magia”.

E nel caso di Zymosan, i ricercatori erano interessati a notare che l’effetto benefico prodotto iniettando questa sostanza chimica nell’area danneggiata era un po’ più grande e durava un po’ più a lungo rispetto a quando venivano utilizzate cellule staminali (morte o vive).

Implicazioni

I ricercatori affermano: “Le implicazioni del nostro studio sono molto semplici e presentano importanti nuove prove su un dibattito instabile nel campo della medicina cardiovascolare”. Hanno in programma di trovare modi nuovi e migliori per sfruttare il di guarigione di queste cellule staminali e molecole o persino i macrofagi stessi. Ad esempio, esaminando l’intensa infiammazione innescata dall’iniezione di uno dei tre agenti, il team vorrebbe testare la possibilità di polarizzare i macrofagi o formare una coda biologica di macrofagi che sarà in grado solo di guarire, sfruttando così le risorse per la guarigione di questo tipo di cellule immunitarie.

“I nostri risultati potrebbero cambiare il modo in cui le malattie cardiache verranno trattate in futuro”, conclude Jeffery Molkentin.

Fonte, Nature


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