Immagine microscopica di tessuto cardiaco di ratto, visualizzato in una finestra a forma di cuore. La ricerca guidata dall’Istituto Babraham, ha scoperto le basi molecolari della crescita cardiaca pericolosa o ipertrofia cardiaca, indicando la via per la progettazione di nuovi trattamenti per le malattie cardiache. Le forme rosse sono i nuclei delle cellule cardiomiociti, blu mostrano nuclei provenienti da altri tipi di cellule del cuore. Le aree a strisce rosa identificano le proteine coinvolte nella contrazione. Credit: Hanneke Okkenhaug, Babraham Institute e Llewelyn Roderick, KU Leuven.
Alcune malattie cardiache, come la pressione alta e attacchi di cuore prolungati, causano anche un aumento della massa muscolare del cuore, ma pericolosamente questo si traduce in una riduzione della gittata cardiaca e può causare un ritmo cardiaco irregolare. Questa crescita del cuore è chiamata ipertrofia cardiaca patologica e alla fine porta a insufficienza cardiaca e morte.
Le malattie cardiovascolari rappresentano un terzo di tutti i decessi nel Regno Unito.
Ora, i ricercatori del Babraham Institute, Regno Unito, Università di Leuven, Belgio, Università di Oslo, Norvegia e Karolinska Institute, in Svezia, hanno scoperto i meccanismi di controllo molecolari responsabili dei diversi cambiamenti biologici osservati nell’ ipertrofia cardiaca indotta dalla patologia rispetto a a quella indotta dall’ esercizio. Questi risultati indicano la via per la progettazione di nuovi trattamenti per le malattie cardiache.
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La ricerca, pubblicata nel Journal of Clinical Investigation, ha confrontato le differenze tra la crescita ipertrofica del cuore nei ratti a seguito di esercizio e la crescita del cuore indotta dalla patologia. In particolare, i ricercatori hanno confrontato segni epigenetici responsabili della conservazione delle cellule del cuore nel loro stato di sviluppo finale, importante per prevenire il passaggio delle cellule a uno stato meno differenziato. I ricercatori hanno utilizzato una potente tecnica che ha consentito loro di studiare popolazioni pure di cellule, in questo caso le cellule del muscolo cardiaco, i cardiomiociti, piuttosto che una miscela di tutti i tipi di cellule del cuore che, a causa di una modifica della composizione durante la malattia, avrebbero potuto confondere l’analisi.
I ricercatori hanno trovato un meccanismo che spiega come, nel caso di ipertrofia cardiaca patologica, i cardiomiociti perdono il loro stato cellulare adulto e regrediscono verso la loro forma fetale, accendendo geni che erano originariamente espressi quando il cuore si era stava sviluppando nell’embrione e solitamente erano rimasti spenti dopo la nascita .
Il Prof. Lupo Reik, capo del programma di epigenetica presso l’Istituto Babraham, ha dichiarato: “Abbiamo scoperto che un importante segnale di metilazione repressiva viene perso dalle cellule nell’ ipertrofia cardiaca. La funzione di questo segnale è di bloccare i cardiomiociti adulti nel loro stato adulto. La perdita del segnale conduce alla ri-espressione di geni che di solito sono stati osservati nello sviluppo embrionale “.
La ricerca ha anche analizzato cardiomiociti umani e soprattutto sono stati osservati gli stessi cambiamenti molecolari, dimostrando che che gli stessi fattori epigenetici sono alla base dell’ipertrofia cardiaca negli esseri umani.
Il Prof. Llewelyn Roderick, ex leader del gruppo diricerca presso il Babraham Institute e ora Prof. presso il Dipartimento di Scienze Cardiovascolari della UK Leuven, ha commentato: “La nostra ricerca ha definito un meccanismo epigenetico nuovo che spiega i risultati contrastanti del rimodellamento cardiaco causati dall’esercizio fisico e dalla patologia . Identificando le determinanti epigenetiche e gli enzimi epigenetici responsabili del controllo di queste diverse forme di ipertrofia cardiaca ed i miociti come i modificatori epigenetici a loro volta regolati da micoRNAs, offriamo una potenziale strategia per la terapia epigenetica per il rimodellamento cardiaco avverso”.
Fonte: Medicalxpress
