E’ possibile che si rigenerino le cellule cardiache, manipolando i mitocondri dei cardiomiociti del tessuto muscolare cardiaco. Questo può aiutare il cuore a ripararsi quando le sue cellule muoiono.
Lo dice un nuovo studio condotto da ricercatori dell’UT Southwestern Medical Center, apparso su Nature Metabolism. La ricerca potrebbe aprire strade completamente nuove per il trattamento di una varietà di condizioni in cui il muscolo cardiaco viene danneggiato (come ad esempio insufficienza cardiaca causata da virus, tossine, ipertensione o attacchi di cuore).
Gli attuali trattamenti farmaceutici per l’insufficienza cardiaca, ACE-inibitori e beta-bloccanti, si concentrano sul tentativo di fermare un circolo vizioso di perdita di muscolo cardiaco poiché lo sforzo danneggia ulteriormente il rimanente muscolo cardiaco, causando la morte di più cellule, ha spiegato il ricercatore medico Hesham Sadek.
Non esistono trattamenti per la ricostruzione del muscolo cardiaco.
Nove anni fa, Sadek e i suoi colleghi avevano scoperto che i cuori dei mammiferi possono rigenerarsi se danneggiati nei primi giorni di vita, stimolati dalla divisione dei cardiomiociti, le cellule responsabili della forza contrattile di un cuore. Tuttavia, questa capacità viene completamente persa a 7 giorni, una brusca svolta in cui la divisione di queste cellule rallenta drasticamente.
Ricerche successive avevano dimostrato che questo cambiamento nella capacità rigenerativa sembra derivare, almeno in parte, dal danneggiamento dei mitocondri, che alimentano le cellule. I radicali liberi danneggiano il DNA delle cellule, inducendole a smettere di dividersi.
Il cambiamento nella produzione di radicali liberi sembra essere stimolato da un cambiamento nel consumo di energia dei mitocondri nei cardiomiociti, spiega Sadek. Sebbene i mitocondri facciano affidamento sul glucosio nell’utero e alla nascita, nei giorni successivi passano agli acidi grassi per utilizzare queste molecole ad alta energia.
Sadek e i suoi colleghi si sono chiesti se forzare i mitocondri a continuare a consumare glucosio potesse ostacolare il danno al DNA e, a sua volta, estendere la finestra per la rigenerazione delle cellule cardiache.
Per testare questa idea, i ricercatori hanno provato due diversi esperimenti.
Nel primo, hanno seguito dei cuccioli di topo le cui madri erano state geneticamente modificate per produrre latte materno a basso contenuto di grassi, nutrendoli con cibo a basso contenuto di grassi dopo lo svezzamento. I ricercatori hanno scoperto che i cuori di questi roditori mantenevano la capacità rigenerativa più del normale, con i cardiomiociti che continuavano ad esprimere i geni associati alla divisione cellulare per una finestra significativamente più lunga rispetto ai topi alimentati con una dieta a base di latte normale. Tuttavia, questo effetto non durava fino all’età adulta. I fegati dei topi alla fine compensavano il deficit sintetizzando i grassi che mancavano nella dieta, il che riduceva significativamente la capacità rigenerativa dei cuori.
Nel secondo esperimento, i ricercatori hanno creato degli animali geneticamente modificati, in cui i ricercatori hanno potuto eliminare un enzima, noto come piruvato deidrogenasi chinasi 4 (PDK4), necessario ai mitocondri delle cellule cardiache per digerire gli acidi grassi. Quando i ricercatori hanno consegnato un farmaco per disattivare la produzione di PDK4, i cardiomiociti degli animali sono passati al consumo di glucosio anziché degli acidi grassi, anche in età adulta. Dopo che i ricercatori hanno simulato un attacco di cuore, gli animali dello studio hanno sperimentato un miglioramento della funzione cardiaca, con i cardiomiociti che continuavano ancora a dividersi.
Sadek osserva che questi risultati forniscono la prova del principio secondo cui è possibile riaprire la finestra per la rigenerazione delle cellule cardiache manipolando i mitocondri dei cardiomiociti che consumano energia.