Category

Cuore malato? Mettiamoci una toppa

Cuore malatoAlcuni ingegneri biomedici della Duke University nella Carolina del Nord, sono riusciti a far crescere in coltura un muscolo di cuore umano tridimensionale, che si comporta esattamente come tessuto naturale. Questo avanzamento nella ricerca scientifica potrebbe essere importante nel trattamento di pazienti che hanno subito un attacco di cuore, o potrebbe servire come substrato per testare nuovi farmaci per le malattie cardiache. I risultati di questa eclatante scoperta sono pubblicati sulla rivista scientifica Biomaterials

La «toppa cardiaca» coltivata in laboratorio da cellule umane supera i due ostacoli principali che le  terapie a base cellulare hanno sempre avuto di fronte — la “toppa” conduce l’elettricità a circa la stessa velocità delle cellule cardiache in vivo e “batte” in modo appropriato. Precedenti tentativi di creare toppe cardiache funzionali non sono state per la gran parte in grado di superare tali ostacoli.

Le cellule di origine utilizzate dai ricercatori della Duke University erano cellule staminali embrionali umane. Queste cellule sono pluripotenti, che significa che quando sono raggiunte dai giusti segnali chimici e fisici, possono essere indotte dai ricercatori a diventare qualsiasi tipo di cellula — in questo caso il cellule muscolari cardiache, note come cardiomiociti.

“Le proprietà strutturali e funzionali di queste toppe di tessuto 3D superano tutte i precedenti tentativi fatti per ottenere muscolo cardiaco umano ingegnerizzato,” ha detto Nenad Bursac, Professore Associato di ingegneria biomedica presso la Duke. “Questa è ad oggi l’approssimazione artificiale più vicina del tessuto cardiaco umano nativo mai ottenuta”.

Bursac ha detto che questo approccio non comporta la manipolazione genetica delle cellule. “In passato gli studi, cardiomiociti derivati da cellule staminali umane non erano in grado di condurre rapidamente attività elettrica sia fortemente contratto così come normali cardiomiociti,” Bursac ha detto. “Attraverso l’ottimizzazione di un ambiente tridimensionale per la crescita delle cellule, siamo stati in grado di ‘spingere’ cardiomyocytes raggiungere livelli senza precedenti di maturazione elettrici e meccanici”.

Il tasso di maturazione funzionale è un elemento importante perchè la toppa diventi utilizzabile a fini pratici. In un embrione umano in via di sviluppo, ci vogliono circa nove mesi perche il funzionamento di un cuore neonatale si sviluppi appieno, e altri pochi anni per raggiungere livelli adulti della funzionalità. Tuttavia, le proprietà funzionali di queste toppe bioingegnerizzate sono arrivate a livello in poco più di un mese.

“Quando qualcuno ha un attacco di cuore, una porzione del muscolo cardiaco muore,” ha detto Bursac. “Il nostro obiettivo sarebbe l’impianto di una toppa di tessuto cardiaco nuovo e funzionale presso il sito della ferita, il più rapidamente possibile dopo l’attacco di cuore. Utilizzando le cellule proprie del paziente per generare cellule staminali pluripotenti vorrebbe dire aggiungere ulteriore vantaggio – in quanto probabilmente non ci sarebbe nessuna reazione da parte del sistema immunitario, poiché le cellule nella porzione “nuova” sarebbero riconosciute dal corpo come sé. “

Oltre a una possibile terapia per i pazienti con malattie cardiache, Bursac ha detto che tessuti cardiaci ingegnerizzati potrebbero essere utilizzati anche per testare efficacemente nuovi farmaci o terapie.

“Prove o sperimentazioni di nuovi farmaci possono essere costosi e richiedere tempo,” ha detto Bursac. Invece della sperimentazione di farmaci sugli animali, la possibilità di testare il funzionamento ed i risultati di un farmaco su tessuto umano reale, potrebbe fornire dati più predittivi degli effetti, collaterali e non.

Alcuni test antidroga sono condotti su fogli bidimensionale delle cellule del cuore, ma secondo Bursac, il modello 3D in coltura fornisce un ambiente più raffinato per la maturazione funzionale delle cellule. È previsto che imitino meglio le risposte reali del muscolo cardiaco a diversi farmaci o tossine. Inoltre, tessuti ingegnerizzati realizzati con cellule di pazienti con una malattia cardiaca genetica, potrebbero essere utilizzati come modello per lo studio di tale malattia ed esplorare potenziali terapie.

20 % OFF
plus more deals down the road