Cuore di topo batte con cellule umane

Per la prima volta, un cuore di topo è stato in grado di contrarsi e battere di nuovo dopo essere stato privato delle proprie cellule che sono state sostituite con cellule  di cuore umano, secondo ciò che riportano gli scienziati della University of Pittsburgh School of Medicine. I risultati, pubblicati su Nature Communications, sono un passo avanti verso la rigenerazione di un organo funzionale, grazie alle staminali pluripotenti indotte umane (iPS). La procedura può essere utile nei trapianti, per testare nuovi farmaci e anche per capire meglio il funzionamento del cuore.

Attualmente più della metà dei pazienti con malattie cardiache non rispondono alle terapie e non ci sono sufficienti organi per il trapianto.

Come hanno spiegato gli esperti,  “La possibilità di sostituire un pezzo di tessuto danneggiato da un attacco di cuore, o anche un intero organo, potrebbe essere molto utile per questi pazienti.”

Per il progetto, il team di ricerca ha prima rimosso tutte le cellule, dal cuore di un topo, un processo che richiede circa 10 ore utilizzando diversi agenti. Poi, hanno ripopolato la struttura rimanente , con cellule cardiovascolari multipotenti progenitrici (MCP). 

“Questo processo fa sì che le MCP, che sono cellule precursori, possano ulteriormente differenziarsi in tre tipi di cellule del cuore: cardiomiociti, cellule endoteliali e cellule muscolari lisce”, ha spiegato il dottor Lei Yang, Ph.D., assistant professor of developmental biology, della Pitt School of Medicine. “Nessuno ha provato a usare queste MCP per la rigenerazione del cuore prima d’ora. Abbiamo scoperto che la matrice extracellulare del cuore è in grado di inviare segnali per guidare le MCP a diventare cellule specializzate che sono necessarie per una funzione cardiaca adeguata”.

Dopo un paio di settimane, il cuore del topo non solo si era ricostruito con le cellule umane, ma ha anche iniziato a contrarsi di nuovo, al ritmo di 40 a 50 battiti al minuto, dicono i ricercatori. Ora sono necessarie ulteriori ricerche per far sì che il cuore sia in grado di pompare il sangue in modo efficace, e di ricostruire il sistema di conduzione elettrica del cuore correttamente in modo che la frequenza cardiaca acceleri e rallenti in modo appropriato.

In futuro, potrebbe essere possibile partire da una biopsia semplice della pelle di un paziente per derivare MCP personalizzate che possano essere utilizzate per inizializzare una impalcatura biologica e rigenerare un organo adatto per il trapianto, ha spiegato il dottor Yang. Il modello potrebbe anche essere usato in laboratorio per testare l’effetto di nuovi farmaci sul cuore o per studiare come si sviluppar il cuore di un feto.

“Uno dei nostri prossimi obiettivi è quello di realizzare un patch di muscolo cardiaco umano”, ha aggiunto. Inoltre, “Potremmo usare il patch per sostituire una regione danneggiata da un attacco di cuore.”