Creato speciale cerotto che ripara il cuore danneggiato dopo un infarto

Gli ingegneri biomedici della Duke University sono riusciti a creare un muscolo cardiaco che si comporta come un cuore umano. La scoperta potrebbe essere utile per curare i pazienti che hanno attacchi di cuore, ma anche per testare farmaci per le malattie cardiache. 

Il cerotto per il cuore coltivato a partire da cellule umane è riuscito a superare i due principali ostacoli sulle terapie cellulari: conduce l’elettricità a circa la stessa velocità delle cellule cardiache naturali e “si riduce” in maniera sufficientemente elastica. Altri tentativi non erano stati in grado di superare questi ostacoli.

Le cellule utilizzate dai ricercatori sono staminali embrionali umane. Queste cellule sono pluripotenti, il che significa che possono diventare qualsiasi tipo di cellula; in questo caso diventano cellule muscolari cardiache, cardiomiociti.

“Le proprietà strutturali e funzionali di questi cerotti di tessuto 3-D superano tutti i tentativi precedenti di ingegneria del muscolo del cuore umano”, ha detto Nenad Bursac, professore associato di ingegneria biomedica presso la Pratt School of Engineering della Duke. “Questa è la più vicina approssimazione artificiale di tessuto del cuore umano realizzata fino ad oggi.” La ricerca è stata pubblicato su Biomaterials.

Il tasso di maturazione è un elemento importante perchè questi cerotti diventino funzionali. In un embrione umano in via di sviluppo, ci vogliono circa nove mesi per lo sviluppo di un cuore funzionante  e un ulteriore paio di anni per raggiungere i livelli di funzionalità di un cuore adulto, tuttavia, grazie alle tecniche di bioingegneria questo sviluppo è stato raggiunto  in un mese e secondo i ricercatori i tempi si potrebbero accorciare.

“Quando una persona ha un attacco di cuore, una parte del muscolo cardiaco muore”, ha detto Bursac. “Il nostro scopo sarebbe quello di impiantare un patch nuovo e funzionale di tessuto cardiaco nel sito della lesione, il prima possibile dopo l’infarto. Usare le cellule di un paziente per generare cellule staminali pluripotenti potrebbe aggiungere un ulteriore vantaggio in quanto probabilmente non ci sarebbe una reazione del sistema immunitario, poiché le cellule del cerotto sarebbero riconosciute dal corpo come proprie”.

Oltre ad una possibile terapia per pazienti con malattia cardiaca, Bursac ha spiegato che i tessuti cardiaci ingegnerizzati potrebbero anche essere utilizzati per testare efficacemente nuovi farmaci o terapie.

“Le sperimentazioni di nuovi farmaci possono essere costose e richiedere molto tempo”, ha detto Bursac. “La possibilità di testare il reale funzionamento direttamente su tessuto umano può predire meglio gli effetti dei rimedi e aiutare a determinare quali farmaci sono adatti per proseguire le sperimentazioni.”

Gli esperimenti in corso sono stati condotti su una linea di cellule staminali pluripotenti umane. Bursac e i suoi colleghi hanno riportato i loro risultati su altre due linee di cellule e le hanno testate.Ora i ricercatori hanno in programma di passare a modelli animali più grandi per studiare come il cerotto viene accolto nel nuovo organismo e come si inserisce nel sistema circolatorio.