Insufficienza cardiaca: le cellule staminali ripristinano la funzione cardiaca

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Immagine: cardiomiociti umani derivati ​​da cellule staminali (verdi) integrati nell’area danneggiata (blu) di una parete cardiaca (rossa). Credito: Xiulan Yang / Murry Lab.

I ricercatori della UW Medicine di Seattle hanno utilizzato con successo cellule staminali umane per ripristinare la funzione cardiaca nelle scimmie con insufficienza cardiaca. I risultati suggeriscono che la tecnica sarà efficace nei pazienti con insufficienza cardiaca, la principale causa di morte nel mondo.

Le cellule staminali formano un nuovo muscolo che si integra nel cuore in modo che pompi di nuovo vigorosamente”, ha detto il Dr. Charles “Chuck” Murry, Professore di patologia presso la Scuola di Medicina dell’Università di Washington e Prof. di medicina nella divisione di cardiologia e di bioingegneria. Il Dr. Charles “Chuck” Murry è anche il Direttore dell’Istituto di Medicina UW per cellule staminali e medicina rigenerativa ed è stato il leader senior di questo progetto di ricerca.

“In alcuni animali”, ha detto Murry, “le cellule staminali hanno restituito al cuore il 90% del funzionamento normale”. Murry ed i suoi colleghi Wen Liu, Billy Chen e Xiulan Yang, hanno riportato le loro scoperte nel numero del 2 luglio della rivista Nature Biotechnology.

“I nostri risultati mostrano che i cardiomiociti derivati ​​da cellule staminali embrionali umane possono riorganizzare gli infarti nei cuori di scimmia macaco e, così facendo, ridurre le dimensioni della cicatrice e ripristinare una significativa quantità di funzioni cardiache”, ha detto Murry. “Questo dovrebbe dare speranza alle persone con malattie cardiache”.

La maggior parte dell’insufficienza cardiaca è causata dalla morte del muscolo cardiaco a causa di attacchi di cuore. Poiché il muscolo cardiaco non si rigenera, le aree danneggiate vengono sostituite con tessuto cicatriziale, che non si contrae. Di conseguenza, il cuore si indebolisce. Ad un certo punto, il cuore non può più pompare abbastanza sangue per fornire al corpo l’ossigeno di cui ha bisogno per funzionare. I sintomi dell’insufficienza cardiaca includono affaticamento, profonda debolezza e mancanza di respiro. Circa 6,5 ​​milioni di americani vivono con insufficienza cardiaca e oltre 600.000 muoiono a causa della malattia ogni anno.

Attualmente, non c’è modo di ripristinare la funzione muscolare persa del cuore.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno indotto attacchi cardiaci sperimentali nei macachi che sono stati scelti perché la loro dimensione cardiaca e la loro fisiologia sono vicine a quelle degli umani. L’attacco cardiaco ha ridotto le frazioni di eiezione ventricolare sinistra del cuore – una misura della quantità di sangue che il cuore pompa per battito – da circa il 65% al ​​40%, abbastanza da causare negli animali, l’insufficienza cardiaca.

( Vedi anche: L’ insufficienza cardiaca può essere collegata alla lunghezza dei telomeri).

Due settimane dopo, i ricercatori hanno prelevato le cellule del cuore che erano cresciute da staminali embrionali umane e le hanno iniettate dentro e intorno al tessuto cicatriziale giovane. Ogni animale ha ricevuto circa 750 milioni di questi cardiomiociti derivati ​​da cellule staminali embrionali umane. Per confronto, un gruppo di controllo è stato iniettato con una versione senza cellule della soluzione che è stata utilizzata per iniettare le cellule staminali negli animali da trattamento.

I ricercatori hanno scoperto che quattro settimane dopo il trattamento, la frazione di eiezione degli animali di controllo non trattati è rimasta sostanzialmente invariata ossia è rimasta al 40%, ma negli animali trattati la frazione di eiezione era salita al 49.7%, circa  metà del normale. La risonanza magnetica ha dimostrato che il nuovo muscolo cardiaco era cresciuto all’interno di quello che era stato tessuto cicatriziale nei cuori trattati, mentre nessun nuovo muscolo è stato osservato negli animali non trattati.

I ricercatori hanno seguito due animali trattati e un animale di controllo per tre mesi; la frazione di eiezione nell’animale di controllo è diminuita, mentre negli animali trattati ha continuato a migliorare aumentando dal 51 percento a quattro settimane dopo il trattamento al 61 percento e al 66 percento di frazioni di eiezione essenzialmente normali, fino a tre mesi.

Quando i ricercatori hanno studiato i cuori, hanno scoperto che le cellule del cuore umano avevano formato nuovo tessuto muscolare nella regione danneggiata. Il nuovo tessuto muscolare aveva sostituito dal 10 al 29 percento del tessuto cicatriziale, integrato con il tessuto sano circostante e sviluppato nelle cellule mature del cuore.

L’obiettivo della ricerca è di sviluppare un trattamento che potrebbe essere somministrato alle persone poco dopo un infarto per prevenire l’insufficienza cardiaca. Poiché le cellule del cuore sono longeve, non dovrebbero esserci trattamenti aggiuntivi. Le cellule staminali trapiantate sarebbero anche geneticamente modificate per ridurre il rischio di rigetto immunitario che spesso complica il trapianto di organi.

“Quello che speriamo di fare è creare un trattamento” unico “con cellule congelate” disponibili immediatamente ” che, come il sangue O-negativo, possono entrare in qualsiasi destinatario con una moderata soppressione immunitaria”, ha detto Murry.

Fonte: Nature

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