Può il Danno Cardiaco Essere Invertito? Nuove Ricerche Offrono Speranza

Gli scienziati del Stanley Manne Children’s Research Institute hanno sviluppato una tecnica per rigenerare le cellule muscolari cardiache danneggiate nei topi, offrendo potenziali trattamenti per difetti cardiaci congeniti e danni da attacco cardiaco. Questo è stato ottenuto modificando le cellule cardiache per farle ritornare a uno stato simile a quello fetale, che consente loro di ripararsi utilizzando più efficacemente il glucosio. Le scoperte, che potrebbero portare a trattamenti farmacologici che attivano questo processo rigenerativo, hanno implicazioni sia per la cardiologia pediatrica che per quella adulta.

I ricercatori del Stanley Manne Children’s Research Institute dell'Ann & Robert H. Lurie Children's Hospital di Chicago hanno sviluppato un metodo per rigenerare le cellule muscolari cardiache danneggiate nei topi. Questa scoperta potrebbe aprire nuove possibilità per il trattamento di difetti cardiaci congeniti nei bambini e per la riparazione dei danni da attacco cardiaco negli adulti, secondo uno studio pubblicato sul Journal of Clinical Investigation.

La sindrome del cuore sinistro ipoplastico, o HLHS, è un raro difetto cardiaco congenito che si verifica quando il lato sinistro del cuore di un bambino non si sviluppa correttamente durante la gravidanza. La condizione colpisce uno su 5.000 neonati ed è responsabile del 23 percento dei decessi cardiaci nella prima settimana di vita.

I cardiomiociti, le cellule responsabili della contrazione del muscolo cardiaco, possono rigenerarsi nei mammiferi neonati, ma perdono questa capacità con l'età, ha detto l'autore senior Paul Schumacker, PhD, Patrick M. Magoon Distinguished Professor in Neonatal Research presso il Lurie Children’s e professore di pediatria, cellule e biologia molecolare e medicina presso la Northwestern University Feinberg School of Medicine.

"Al momento della nascita, le cellule muscolari cardiache possono ancora subire la divisione mitotica delle cellule", ha detto il Dr. Schumacker. "Ad esempio, se il cuore di un topo neonato viene danneggiato quando ha un giorno o due di vita, e poi aspetti fino a quando il topo è adulto, se guardi l'area del cuore che era precedentemente danneggiata, non sapresti mai che c'era stato un danno."

Nello studio attuale, il Dr. Schumacker e i suoi collaboratori hanno cercato di capire se i cardiomiociti dei mammiferi adulti potessero tornare a quello stato rigenerativo fetale.

Poiché i cardiomiociti fetali sopravvivono grazie al glucosio, invece di generare energia cellulare attraverso le loro mitocondri, il Dr. Schumacker e i suoi collaboratori hanno eliminato il gene associato alle mitocondri UQCRFS1 nei cuori dei topi adulti, costringendoli a tornare a uno stato simile a quello fetale.

Nei topi adulti con tessuto cardiaco danneggiato, gli investigatori hanno osservato che le cellule cardiache iniziavano a rigenerarsi una volta inibito l'UQCRFS1. Le cellule hanno anche iniziato ad assorbire più glucosio, in modo simile a come funzionano le cellule cardiache fetali, secondo lo studio.

I risultati suggeriscono che l'aumento dell'utilizzo del glucosio può anche ripristinare la divisione e la crescita delle cellule nei cardiomiociti adulti e può fornire una nuova direzione per il trattamento delle cellule cardiache danneggiate, ha detto il Dr. Schumacker.

"Questo è un primo passo per essere in grado di affrontare una delle domande più importanti in cardiologia: come facciamo a far ricordare alle cellule cardiache come dividere di nuovo in modo da poter riparare i cuori?" ha detto il Dr. Schumacker.

Partendo da questa scoperta, il Dr. Schumacker e i suoi collaboratori si concentreranno sull'identificazione di farmaci che possono attivare questa risposta nelle cellule cardiache senza manipolazione genetica.

"Se potessimo trovare un farmaco che attivasse questa risposta nello stesso modo in cui lo ha fatto la manipolazione genetica, potremmo poi interrompere l'assunzione del farmaco una volta che le cellule cardiache sono cresciute", ha detto il Dr. Schumacker. "Nel caso di bambini con HLHS, ciò potrebbe consentirci di ripristinare lo spessore normale della parete del ventricolo sinistro. Ciò sarebbe salva-vita."

L'approccio potrebbe anche essere utilizzato per gli adulti che hanno subito danni a causa di un attacco di cuore, ha detto il Dr. Schumacker.

Riferimento: "I mitocondri regolano la proliferazione nei miociti cardiaci adulti" di Gregory B. Waypa, Kimberly A. Smith, Paul T. Mungai, Vincent J. Dudley, Kathryn A. Helmin, Benjamin D. Singer, Clara Bien Peek, Joseph Bass, Lauren Beussink-Nelson, Sanjiv J. Shah, Gaston Ofman, J. Andrew Wasserstrom, William A. Muller, Alexander V. Misharin, G.R. Scott Budinger, Hiam Abdala-Valencia, Navdeep S. Chandel, Danijela Dokic, Elizabeth T. Bartom, Shuang Zhang, Yuki Tatekoshi, Amir Mahmoodzadeh, Hossein Ardehali, Edward B. Thorp e Paul T. Schumacker, 9 maggio 2024, The Journal of Clinical Investigation. DOI: 10.1172/JCI165482

Lo studio è stato sostenuto dai grant degli National Institutes of Health HL35440, HL122062, HL118491 e HL109478.