Cerotto cardiaco artificiale pronto all’uso ripara i danni da infarto in ratti e maiali

Immagine: uno schema che mostra la fabbricazione del cerotto cardiaco acellulare. Credito: K. Huang et al., Science Translational Medicine (2020)

I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato un cerotto cardiaco artificiale “pronto all’uso” in grado di fornire fattori di guarigione derivati ​​dalle cellule cardiache, direttamente sul sito della lesione da infarto.

In un modello di ratto di attacco cardiaco, il patch congelabile ha migliorato il recupero. I ricercatori hanno anche riscontrato effetti simili in uno studio pilota che ha coinvolto un modello suino di infarto.

I cerotti cardiaci vengono studiati come un’opzione futura promettente per la consegna della terapia cellulare direttamente sul sito della lesione da infarto. Tuttavia, gli attuali cerotti cardiaci sono fragili, costosi, richiedono molto tempo per la preparazione e, poiché utilizzano materiale cellulare vivo, aumentano i rischi di formazione di tumori e aritmia. “Abbiamo sviluppato un cerotto cardiaco artificiale che può potenzialmente risolvere i problemi associati all’utilizzo di cellule vive, pur continuando a fornire una terapia cellulare efficace al sito della lesione”, afferma Ke Cheng, Randall B. Terry, Jr. Distinguished Professor in Regenerative Medicine at NC State College of Veterinary Medicine e Professore presso il Dipartimento congiunto di ingegneria biomedica dello Stato NC / UNC.

Cheng e colleghi dello Stato NC e dell’UNC-Chapel Hill hanno costruito il patch creando prima una matrice di impalcature da tessuto cardiaco di maiale decellularizzato. Le cellule sintomatiche dello stroma cardiaco — fatte di un polimero biodegradabile contenente fattori di riparazione derivati ​​dalle cellule dello stroma cardiaco — sono state incorporate nella matrice. Il patch risultante conteneva tutte le terapie secrete dalle cellule, senza cellule vive che potrebbero innescare la risposta immunitaria del paziente.

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In un modello di ratto di infarto, il trattamento con cerotto cardiaco artificiale ha comportato un miglioramento del ~ 50% della funzione cardiaca in un periodo di tre settimane rispetto al mancato trattamento, nonché una riduzione del ~ 30% delle cicatrici nel sito della lesione.

Immagine: cellule stromali cardiache sintetiche (rosse) incorporate nel cerotto cardiaco. Credito: K. Huang et al., Science Translational Medicine (2020)

I ricercatori hanno anche condotto uno studio pilota di sette giorni sull’attacco di cuore in un modello di maiale e hanno osservato una riduzione del ~ 30% delle cicatrici in alcune regioni dei cuori di maiale, nonché una funzione cardiaca stabilizzata, rispetto al mancato trattamento.

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che i cerotti artificiali che erano stati congelati erano ugualmente potenti quanto i cerotti appena creati.Un cerotto cardiaco artificiale, realizzato con matrice di cuore di maiale e caricato con fattori di cellule staminali, per promuovere la riparazione cardiaca dopo l’infortunio. Credito: Cheng Lab

“Il cerotto può essere congelato e conservato in modo sicuro per almeno 30 giorni e, poiché non sono coinvolte cellule vive, il sistema immunitario di un paziente non lo respingerà“, afferma Cheng. “È un primo passo verso una soluzione veramente standard per la terapia del cerotto cardiaco”.

La ricerca appare in Science Translational Medicine.