Alcuni organismi hanno una notevole capacità di rigenerare i tessuti. Se un pesce o una salamandra subisce un danno al cuore, per esempio, le loro cellule sono in grado di dividersi e riparare con successo l’organo ferito. Immagina se potessimo fare la stessa cosa.
Nell’embrione, le cellule del cuore umano possono dividersi e moltiplicarsi, permettendo al cuore di crescere e svilupparsi. Il problema è che, subito dopo la nascita, i cardiomiociti (cellule del muscolo cardiaco) perdono la capacità di dividersi. Lo stesso vale per molte altre cellule umane, comprese quelle del cervello, del midollo spinale e del pancreas.
( Vedi anche:Prima sperimentazione clinica per la rigenerazione dei polmoni danneggiati).
“Poiché così tante cellule adulte non possono dividersi, il corpo non può sostituire le cellule che si perdono o che sono danneggiate, il che causa una malattia”, ha spiegato Deepak Srivastava, Pesidente degli Istituti di Gladstone e ricercatore senior. “Se potessimo trovare un modo per far ripartire queste cellule, potremmo rigenerare un certo numero di tessuti”.
Per decenni, la comunità scientifica ha cercato di fare proprio questo, con un successo limitato. Fino ad ora, i tentativi sono stati inefficaci e scarsamente riproducibili.
In un nuovo studio pubblicato sulla rivista scientifica Cell, Srivastava e il suo team hanno finalmente raggiunto questo obiettivo da lungo tempo ricercato: hanno sviluppato il primo metodo efficace e stabile per rendere i cardiomiociti adulti capaci di dividersi e riparare i cuori danneggiati da attacchi di cuore, almeno nei modelli animali.
Oltre 24 milioni di persone in tutto il mondo soffrono di insufficienza cardiaca, con poche opzioni di trattamento disponibili oltre ai trapianti di cuore per i pazienti in fase terminale. Il potenziale di creare nuove cellule muscolari attraverso la divisione cellulare, proprio come fa una salamandra, potrebbe offrire una nuova speranza ai milioni di persone che vivono con cuori danneggiati.
Sbloccare il potenziale di una cellula adulta di moltiplicarsi
Srivastava e il suo team hanno identificato quattro geni coinvolti nel controllo del ciclo di divisione cellulare. Hanno scoperto che quando combinati – e solo quando combinati – questi geni causano la ripresa dei cardiomiociti maturi nel ciclo cellulare. Ciò provoca la divisione delle cellule e la rapida riproduzione.
“Abbiamo scoperto che quando aumentavamo la funzione di questi quattro geni contemporaneamente, le cellule adulte erano in grado di ripartire di nuovo e rigenerare il tessuto cardiaco“, ha detto Tamer Mohamed, scienziato del Tenaya Therapeutics ed ex studioso postdottorato nel laboratorio di Srivastava, che è il primo autore dello studio. “Abbiamo anche dimostrato che, dopo l’insufficienza cardiaca, questa combinazione di geni migliora significativamente la funzione cardiaca“.
Gli scienziati hanno testato la loro tecnica in modelli animali e cardiomiociti derivati da cellule staminali umane. Hanno usato un approccio rigoroso per verificare se le cellule adulte si stessero veramente dividendo nel cuore, marcando geneticamente le cellule appena divise con un colore specifico che poteva essere facilmente monitorato. Hanno dimostrato che il 15-20% dei cardiomiociti erano in grado di dividersi e rimanere in vita grazie ad un cocktail di quattro geni.
Ha detto Srivastava, che è anche Professore all’Università di San Francisco: “Certamente, negli organi umani, la consegna dei geni dovrebbe essere controllata attentamente, poiché la divisione cellulare eccessiva o indesiderata potrebbe causare tumori”.
Per semplificare ulteriormente la loro tecnica, il team ha cercato modi per ridurre il numero di geni necessari per la divisione cellulare pur mantenendo l’efficienza. Hanno scoperto che potevano ottenere gli stessi risultati sostituendo due dei quattro geni con due molecole simili a farmaci.
Rigenerazione di tessuti umani multipli
I ricercatori ritengono che la loro tecnica potrebbe anche essere usata per convincere altri tipi di cellule adulte a dividersi di nuovo, dato che i quattro geni che hanno usato non sono unici nel cuore.
“La rigenerazione delle cellule del cuore era particolarmente difficile perché quando esse escono dal ciclo cellulare dopo la nascita, il loro stato è davvero bloccato – il che potrebbe spiegare perché non sviluppiamo tumori al cuore“, ha detto Srivastava. “Ora che sappiamo che il nostro metodo ha successo con questo tipo di cellula difficili, pensiamo che potrebbe essere usato per sbloccare il potenziale di altre cellule di dividersi, tra cui cellule nervose, cellule pancreatiche, cellule ciliate nell’orecchio e cellule retiniche”.
Ciò potrebbe portare ad un potente approccio rigenerativo per trattare non solo l’insufficienza cardiaca, ma anche danni cerebrali, diabete, perdita dell’udito e cecità. E un giorno, l’umano potrebbe sovraperformare la salamandra!
Fonte: Gladstone Institutes
