Utilizzo di piccole molecole per rigenerare il tessuto cardiaco
Nuova ricerca, che appare sulla rivista Nature Communications, mostra che fornire due piccole molecole ai topi aiuta i loro cuori a rigenerarsi dopo un infarto.
Le malattie cardiache sono la principale causa di morte negli Stati Uniti e sono responsabili di quasi 1 decesso su 4 nel paese.
Un evento cardiovascolare avverso, come un infarto, in genere danneggia le cellule che compongono il muscolo cardiaco.
Queste cellule sono chiamate cardiomiociti e la loro perdita mette le persone a rischio di insufficienza cardiaca, una condizione in cui il cuore non può pompare il sangue in modo efficace al resto del corpo.
Il consenso scientifico è che i cuori adulti non possono più creare nuovi cardiomiociti. Questa incapacità è il motivo per cui il cuore non può rigenerarsi dopo un attacco di cuore quando si perde un numero enorme di cardiomiociti.
Una nuova ricerca, tuttavia, rinnova la speranza di proteggere il tessuto cardiaco danneggiato utilizzando piccole molecole chiamate microRNA.
Perché i microRNA sono importanti per il cuore
I microRNA controllano la funzione genica e possono essere trovati in abbondanza durante lo sviluppo del cuore.
Ricerche passate hanno identificato un cluster di microRNA chiamato miR-17-92 che controlla il modo in cui proliferano i cardiomiociti. Da-Zhi Wang, Ph.D., ricercatore di cardiologia presso il Boston Children’s Hospital e professore di pediatria presso la Harvard Medical School di Boston, MA, ha condotto questa ricerca precedente.
Ora, il Prof. Wang ei suoi colleghi hanno ingrandito due membri di questa famiglia di microRNA: miR-19a e miR-19b.
Nel nuovo studio, il Prof. Wang ei suoi colleghi mostrano come queste due molecole di microRNA possono guidare la rigenerazione del cuore dopo un infarto miocardico.
I risultati potrebbero aiutare a prevenire l'insufficienza cardiaca a seguito di un attacco di cuore, che è, secondo i ricercatori, "la principale causa di mortalità e morbilità negli esseri umani".
L'effetto a breve e lungo termine dei microRNA
Il Prof. Wang e il team hanno utilizzato un modello murino di infarto e hanno fornito i microRNA in due modi diversi.
In primo luogo, hanno somministrato le molecole rivestite di lipidi direttamente ai topi. In secondo luogo, i ricercatori hanno inserito i microRNA in un virus adeno-associato, cioè un vettore di terapia genica che ha preso di mira il cuore.
Con entrambi i metodi di consegna, i risultati sono stati promettenti, sia a lungo termine che a breve termine.
Vale a dire, nei primi 10 giorni dopo un attacco di cuore, i microRNA hanno ridotto la morte cellulare e fermato la reazione infiammatoria che tipicamente danneggia il muscolo cardiaco durante un attacco di cuore.
I ricercatori hanno anche effettuato un'analisi del trascrittoma dell'intero genoma che ha rivelato come miR-19a / 19b ha represso i geni che controllavano la risposta infiammatoria e la morte cellulare acuta.
Nel corso del tempo, i cuori dei topi che hanno ricevuto le molecole avevano tessuto più sano, tessuto meno danneggiato, migliore contrattilità del muscolo cardiaco e ridotta cardiomiopatia dilatativa, una condizione in cui il muscolo cardiaco si assottiglia, il che, alla fine, indebolisce il cuore.
"Lo scopo iniziale è salvare e proteggere il cuore dai danni a lungo termine", spiega il Prof. Wang. "Nella seconda fase, crediamo che i microRNA aiutino con la proliferazione dei cardiomiociti".
I vantaggi della terapia con microRNA
I ricercatori continuano a spiegare i vantaggi della terapia con microRNA. A differenza della terapia genica, dicono, le molecole di microRNA non rimangono nel cuore dopo aver adempiuto al loro scopo.
"Entrano molto velocemente e non durano a lungo, ma hanno un effetto duraturo nel riparare i cuori danneggiati", spiega uno degli autori corrispondenti dello studio, Jinghai Chen, Ph.D.
"Abbiamo somministrato ai topi un solo colpo quando il cuore aveva bisogno di più aiuto, poi [...] abbiamo continuato a controllare il livello di espressione di miRNA19a / b dopo l'iniezione", aggiunge Chen. "Dopo una settimana, l'espressione è scesa a un livello normale, ma la protezione è durata più di un anno."
"I microRNA hanno un'enorme promessa di diventare potenti strumenti per combattere le malattie cardiovascolari", scrivono i ricercatori, che stanno progettando di testare il trattamento in un mammifero più grande prima di passare agli studi sull'uomo. Il Prof.Wang e colleghi concludono:
"[M] la protezione cardiaca precoce mediata da iR-19a / 19b potrebbe aprire una finestra allo sviluppo di una terapia efficace per l'attacco cardiaco e portare grandi benefici ai pazienti con insufficienza cardiaca".
