(Malattie cardiache-Immagine Credit Public Domain).
I ricercatori, tra cui Hiroyuki Yamakawa, Dipartimento di Cardiologia, Keio University School of Medicine, 35 Shinanomachi, Shinjiku-ku, Tokyo, hanno proposto per alcuni anni la riprogrammazione delle cellule del tessuto cicatriziale nel cuore ferito da malattie cardiache come un modo per produrre una ricrescita di tessuto sano, un risultato che normalmente non si verifica. Il cuore è uno degli organi meno rigenerativi nei mammiferi e la lesione produce cicatrici e perdita di funzione.
È stato fatto un grande sforzo verso lo sviluppo di terapie cellulari per il trattamento delle lesioni cardiache, con un successo limitato, ma la riprogrammazione delle cellule native potrebbe rivelarsi un’opzione migliore a lungo termine. Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da compiere tra l’attuale stato dell’arte e un futuro in cui il tessuto cicatriziale nel cuore può essere riprogrammato in modo sicuro in muscolo funzionale.
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Il cuore è composto da diversi tipi di cellule e la funzione cardiaca è attentamente regolata, non solo dai cardiomiociti, ma anche da altre cellule, come le cellule endoteliali vascolari e i fibroblasti. I cardiomiociti rappresentano circa il 30% di tutte le cellule del cuore e almeno il 50% delle cellule rimanenti non sono cardiomiociti. I cardiomiociti sono cellule a differenziazione terminale senza potenziale di autorinnovamento; cardiomiociti che diventano necrotici a causa di infarto miocardico, insufficienza cardiaca o altre malattie cardiache vengono quindi sostituiti da fibroblasti proliferanti. Questa situazione provoca la cicatrizzazione del sito interessato a causa della formazione di tessuto fibrotico. Questi cambiamenti fibrotici riducono la funzione sistolica cardiaca e l’ aritmia causata dal tessuto cicatriziale ha una prognosi infausta. Un approccio promettente alla rigenerazione cardiaca è quello di differenziare le cellule staminali, come le cellule staminali pluripotenti indotte (cellule iPS) in cardiomiociti al di fuori del corpo e quindi trapiantare i cardiomiociti differenziati nel corpo. Tuttavia, generare il gran numero di cellule necessarie per sostituire fino a 1 miliardo di cardiomiociti persi a causa di infarto miocardico o insufficienza cardiaca comporta costi enormi. Pone anche altre limitazioni, come la presenza di cellule staminali residue in fase di oncogenesi e un basso tasso di sopravvivenza delle cellule trapiantate.
“Nel 2010, abbiamo riportato una nuova strategia per la riprogrammazione diretta dei fibroblasti in cardiomiociti. Sulla base di questi risultati, ci sono attualmente tre possibili vie per la creazione di muscolo cardiaco dai fibroblasti. I tre percorsi possono essere riassunti come segue: (1) riprogrammazione completa dei fibroblasti in cellule iPS e successiva differenziazione cardiaca, (2) riprogrammazione parziale dei fibroblasti in cellule progenitrici cardiache e successiva differenziazione e (3) riprogrammazione diretta dei fibroblasti in cardiomiociti. Abbiamo proposto il concetto di “riprogrammazione cardiaca diretta” al posto di questo metodo convenzionale di trapianto cellulare. Questa è una tecnica che converte i fibroblasti cardiaci, che sono presenti in gran numero nel miocardio in riprogrammazione cardiaca diretta, in cardiomiociti”, spiegano gli autori.
Tre fattori di trascrizione cardiogenici: Gata4 , Mef2c e Tbx5 possono indurre la riprogrammazione diretta dei fibroblasti in cardiomiociti indotti (iCM), nei topi. Tuttavia, negli esseri umani sono necessari fattori aggiuntivi, come Mesp1 e Myocd. L’infiammazione e le risposte immunitarie ostacolano il processo di riprogrammazione nei topi e modificatori epigenetici come TET1 sono coinvolti nella riprogrammazione cardiaca diretta nell’uomo. La riprogrammazione cardiaca diretta necessita di miglioramenti se deve essere utilizzata negli esseri umani e i meccanismi molecolari coinvolti rimangono in gran parte sfuggenti. Sono necessari ulteriori progressi nella ricerca sulla riprogrammazione cardiaca per avvicinarci alla terapia rigenerativa cardiaca.
Fonte:BiomedCentral
