Insufficienza cardiaca: un nuovo farmaco potrebbe arrestare la malattia e migliorare la funzione cardiaca
L'insufficienza cardiaca si verifica quando il cuore perde la sua capacità di pompare il sangue in modo efficace. I trattamenti attuali possono rallentare o fermare il peggioramento della malattia, ma non possono farla regredire. Ora, gli scienziati hanno progettato una molecola che potrebbe non solo frenare l'insufficienza cardiaca, ma anche migliorare la capacità di pompaggio del sangue del cuore.
I ricercatori in Brasile e negli Stati Uniti che hanno sviluppato e testato il farmaco sperimentale lo hanno chiamato "SAMβA", abbreviazione di "antagonista selettivo dell'associazione mitofusina 1-β2PKC".
Quando i ricercatori lo hanno somministrato a ratti con insufficienza cardiaca, la molecola non solo ha impedito alla malattia di progredire, ma ne ha anche ridotto la gravità migliorando la capacità del muscolo cardiaco di contrarsi.
Il giornale Nature Communications ha ora pubblicato un documento su come i ricercatori hanno sviluppato il SAMβA e lo hanno testato su cellule cardiache e modelli di roditori di insufficienza cardiaca.
"I farmaci attualmente in uso", dice l'autore del primo studio Julio C. B. Ferreira, professore presso l'Istituto di scienze biomediche dell'Università di San Paolo in Brasile, "arrestano [la] progressione della malattia ma non la fanno mai regredire".
SAMβA agisce bloccando una specifica interazione tra le proteine mitofusina 1 (Mfn1) e la proteina chinasi beta II C (β2PKC) la cui associazione altera i mitocondri nelle cellule del muscolo cardiaco, provocando la morte delle cellule. I mitocondri sono minuscoli compartimenti all'interno dei corpi cellulari che rendono le cellule energetiche chimiche necessarie per funzionare e vivere.
"Abbiamo dimostrato che regolando questa specifica interazione, potevamo sia arrestare [la] progressione sia far regredire la malattia a uno stadio meno grave", spiega il prof. Ferreira.
Insufficienza cardiaca e cause
Secondo i dati più recenti dei Centers for Disease Control and Prevention (CDC), nel 2016 c'erano circa 5,7 milioni di persone negli Stati Uniti che vivevano con insufficienza cardiaca.
Gli organi e i tessuti del corpo richiedono un apporto costante di sangue ricco di ossigeno e sostanze nutritive per funzionare e rimanere in buona salute.
L'insufficienza cardiaca si verifica quando la capacità del cuore di pompare il sangue non corrisponde alle esigenze del corpo.
In un cuore sano, il muscolo cardiaco si contrae e pompa il sangue appena ossigenato nell'aorta da dove viaggia verso il resto del corpo.
In una persona con insufficienza cardiaca, il muscolo cardiaco è debole o danneggiato e non si contrae completamente, lasciando un po 'di sangue che si accumula all'interno dell'organo.
Le persone con insufficienza cardiaca spesso si sentono stanche e affaticate e possono provare mancanza di respiro durante la loro vita quotidiana. Possono anche lottare per respirare quando si sdraiano e possono ingrassare a causa del gonfiore allo stomaco, alle caviglie, ai piedi o alle gambe.
Le cause più comuni di insufficienza cardiaca sono malattie e condizioni che indeboliscono o danneggiano il cuore. Questi includono malattia coronarica, attacchi di cuore, ipertensione e diabete.
SAMβA "è selettivo"
I cuori in difetto producono in eccesso la proteina β2PKC. Il lavoro precedente di alcuni ricercatori in Brasile aveva dimostrato che il blocco della proteina migliorava la funzione cardiaca nelle persone con insufficienza cardiaca.
Tuttavia, mentre l'inibitore β2PKC che hanno usato ha migliorato la funzione cardiaca, ha anche impedito alla proteina di fare altre cose che aiutano il cuore.
Ciò che il nuovo studio mostra è che SAMβA "è più selettivo". Blocca solo un'interazione specifica, ed è quella che β2PKC ha con Mfn1, quella che influenza la funzione dei mitocondri. Non influenza le altre interazioni di β2PKC.
Per dimostrarlo, il team ha effettuato una serie di test su cellule, roditori e campioni di tessuto cardiaco di persone con insufficienza cardiaca.
Rivela che β2PKC si accumula sulla parete esterna dei mitocondri e altera chimicamente la funzione di Mfn1 aggiungendovi un gruppo fosfato. Questo porta a "accumulo di mitocondri frammentati e disfunzionali nell'insufficienza cardiaca", notano gli autori dello studio.
Gli scienziati chiamano il processo attraverso il quale β2PKC altera la fosforilazione di Mfn1 ed è uno dei meccanismi "più comuni" nelle cellule per alterare la funzione delle proteine.
Il team ha sperimentato vari composti per trovare molecole candidate in grado di bloccare questa interazione tra β2PKC e Mfn1 per prevenire il conseguente danno ai mitocondri.
Hanno identificato sei molecole che potrebbero bloccare l'interazione β2PKC-Mfn1, ma di queste, solo SAMβA lo ha fatto in un modo che non ha influenzato le altre interazioni di β2PKC.
I test che utilizzano cellule cardiache umane hanno dimostrato che, come i farmaci già in uso per il trattamento dell'insufficienza cardiaca, il SAMβA potrebbe frenare la progressione della malattia.
Tuttavia, a differenza dei trattamenti convenzionali, molti dei quali sono in circolazione dagli anni '80, il SAMβA è andato un ulteriore passo avanti: ha migliorato la capacità delle cellule cardiache di contrarsi, che è essenziale per un efficace pompaggio del sangue.
I ricercatori hanno osservato che il SAMβA ha anche ridotto un marker di stress ossidativo nelle cellule cardiache. Lo stress ossidativo può innescare la morte cellulare se la cellula non può difendersi da esso.
In una serie finale di test, il team ha indotto insufficienza cardiaca nei ratti provocando un attacco di cuore. A differenza dei ratti che hanno ricevuto un placebo, quelli che hanno ricevuto SAMβA hanno smesso di mostrare segni di insufficienza cardiaca e hanno mostrato un miglioramento della funzione cardiaca.
Per fare progressi verso un trattamento clinico, altri team devono ora testare la molecola in modo indipendente. È inoltre necessario verificarne la compatibilità con altri farmaci per l'insufficienza cardiaca.
“La convalida e la riproduzione dei nostri risultati da parte di altri gruppi sono fondamentali per il processo di sviluppo di SAMβA da utilizzare nel trattamento dell'insufficienza cardiaca. Cercheremo partner nel settore pubblico e privato per questo scopo ".
Prof. Julio C. B. Ferreira
