Hmga1 è la proteina in grado di riparare il cuore individuata nei pesci zebra, gli animali più studiati dai genetisti. Hmga1 risveglia i geni che rigenerano i tessuti danneggiati del muscolo cardiaco, che in condizioni normali si trovano in uno stato latente, come se fossero addormentati.
Test condotti sui topi nei Paesi Bassi, dal gruppo dell’Hubrecht Institute guidato da Jeroen Bakkers, dimostrano che i risultati sono positivi. I ricercatori non hanno riscontrato effetti negativi, come, ad esempio, l’ingrossamento del cuore.
La rivista Nature Cardiovascular Research ha pubblicato i dati dello studio.
L’infarto miocardico e la perdita di cardiomiociti
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L’infarto miocardico (IM) causa una massiccia perdita di cardiomiociti (CM) che non possono essere rigenerati. L’evento culmina nella formazione di tessuto cicatriziale fibrotico non rigenerativo e in un declino della funzionalità cardiaca.
L’incapacità del cuore dei mammiferi adulti di rigenerarsi è attribuita al bassissimo turnover dei CM. Ma anche alle proprietà intrinseche delle cellule, come il contenuto di DNA, e alle condizioni ambientali, come i livelli di ossigeno. Proprietà che insieme limitano la capacità proliferativa dei CM dei mammiferi.
Sebbene il cuore dei mammiferi adulti non sia in grado di rigenerare il miocardio perso dopo una lesione, i cuori embrionali e neonatali possiedono una capacità rigenerativa. Questa osservazione suggerisce la presenza di un programma rigenerativo cardiaco latente nei mammiferi che si “assopisce” subito dopo la nascita.
Hmga1 era nota per il ruolo svolto nello sviluppo embrionale
Contrariamente a quanto accade negli esseri umani, nei quali le cellule del cuore non vengono rigenerate, il pesce zebra è in grado di recuperarle. Recupero che può avvenire integralmente nell’arco di 60 giorni. La scoperta del meccanismo che consente ciò, fa sperare in ricadute importanti anche per la salute umana. «Studiando i pesci zebra e confrontandoli con altre specie – osserva Bakkers – possiamo scoprire i meccanismi della rigenerazione cardiaca. Questo potrebbe portare a terapie per prevenire l’insufficienza cardiaca nell’uomo».
La proteina Hmga1 era finora nota per il ruolo che ha nello sviluppo embrionale, ma nelle cellule adulte degli esseri umani non funziona più. Si comporta come una sorta di sveglia molecolare perché sblocca la cromatina, la sostanza che fa ripiegare il Dna in un pacchetto compatto. Quando entra in azione, il pacchetto si dispiega e i geni tornano in attività.
La proteina è stata applicata sul cuore danneggiato dei topi
Nel cuore umano, come in quello di topi adulti, la proteina Hmga1 non viene prodotta dopo un attacco cardiaco. Il gene che la controlla è, tuttavia, presente.
Nella ricerca condotta sui topi, il cui primo autore è Mara Bouwman, gli studiosi hanno applicato la proteina sul cuore danneggiato. Essa ha, così, stimolato le cellule del muscolo cardiaco a rigenerarsi.
«Questo – afferma Bakkers – fornisce una base per terapie geniche che potrebbero sbloccare il potenziale rigenerativo del cuore nell’uomo».
I ricercatori hanno aperto una strada importante, ma il lavoro da fare è ancora tanto.
«Dobbiamo perfezionare e testare ulteriormente la terapia prima di poterla portare in clinica», sottolinea Bakkers. «Il prossimo passo – conclude l’esperto – sarà quello di verificare se la proteina funziona anche sulle cellule del muscolo cardiaco umano in coltura».
I pesci zebra rigenerano un cuore adulto ferito
Diversi approcci per indurre la proliferazione di CM nei mammiferi hanno dimostrato di essere promettenti nella rigenerazione del cuore danneggiato. Tuttavia, la proliferazione diffusa e indipendente dalla lesione di CM indotta da questi metodi può anche portare a esiti dannosi. Tra questi cardiomegalia, riduzione della contrattilità cardiaca e aritmie. Ciò sottolinea la pressante necessità di controllo spaziotemporale sugli stimoli pro-rigenerativi per evitare questi effetti avversi.
Contrariamente ai mammiferi, i pesci zebra rigenerano un cuore adulto ferito in modo efficiente senza effetti avversi.
Nel cuore ferito dei pesci zebra, i CM all’interno della zona della lesione, nota anche come zona di confine (BZ), subiscono un processo trasformativo. Processo caratterizzato da cambiamenti nell’organizzazione della cromatina, de-differenziazione e proliferazione, tutti fattori che facilitano la sostituzione dei CM persi.
Fonte: Nature