Creato il pacemaker naturale grazie alla genetica

I ricercatori dell’Istituto Cedars-Sinai  hanno riprogrammato le cellule del cuore normali perchè diventino repliche esatte di cellule pacemaker altamente specializzate mediante iniezione di un singolo gene (Tbx18). Un importante passo avanti nella decennale ricerca di una terapia biologica per correggere i battiti cardiaci irregolari. La ricerca è pubblicata su Nature Biotechnology.

“Anche se altri pacemaker biologici erano già stato creati prima, questo studio è il primo a dimostrare che un singolo gene può dirigere la conversione di cellule del muscolo cardiaco in cellule pacemaker. Le nuove cellule a impulsi elettrici generati spontaneamente erano indistinguibili dalle cellule pacemaker originali “, ha detto Cho Hee Cheol ricercatore dell’Istituto.

Le cellule pacemaker generano attività elettrica che si diffonde ad altre cellule del cuore in uno schema ordinato che crea contrazioni muscolari ritmiche. Se queste cellule funzionano male, il cuore pompa in modo irregolare nel migliore dei casi, e i pazienti che sono abbastanza sani da potere sottoporsi ad intervento chirurgico spesso guardano al pacemaker elettronico come l’unica opzione per la sopravvivenza.

Il battito del cuore origina nel nodo seno-atriale (SAN) della camera in alto a destra del cuore, dove sono raggruppate le cellule pacemaker. Delle 10 miliardi di cellule del cuore, meno di 10.000 sono cellule pacemaker, spesso definite come cellule SAN. Una volta riprogrammate dal gene Tbx18, le cellule pacemaker di nuova creazione – che vengono chiamate cellule  “indotte” SAN o cellule ISAN – avevano tutte le caratteristiche principali delle cellule pacemaker naturali e hanno mantenuto caratteristiche simili, anche dopo che gli effetti del gene Tbx18 erano svanito.

Ma i ricercatori del  Cedars-Sinai, utilizzando un virus progettato per il trasporto di un singolo gene (Tbx18) che svolge un ruolo chiave nello sviluppo embrionale delle cellule pacemaker, hanno riprogrammato le cellule muscolari cardiache (cardiomiociti) in cellule pacemaker specializzate. Le nuove cellule hanno delle caratteristiche distintive e  funzionano da cellule pacemaker native, sia in laboratorio che su cavi.

Il nuovo approccio evita tra l’altro il rischio di cancro che invece è presente nei metodi che utilizzano le staminali, ad esempio.

“Questo è il culmine di 10 anni di lavoro nel nostro laboratorio per costruire un pacemaker biologico in alternativa ai dispositivi di stimolazione elettronici”, ha detto Eduardo Marban, direttore del Cedars-Sinai Heart Institute , un pioniere nella ricerca sulle cellule staminali cardiache. 

Se le ricerche successive confermeranno e sosterranno i risultati degli studi sulle cellule pacemaker, i ricercatori sostengono che  la terapia potrebbe essere somministrata mediante iniezione di Tbx18 nel cuore di un paziente o con la creazione cellule pacemaker in laboratorio e il trapianto nel cuore. Ma ulteriori studi di sicurezza ed efficacia devono essere effettuati prima di effettuare test clinici sull’uomo.