Gli scienziati della Northwestern Medicine, in Illinois hanno scoperto un metodo innovativo per rigenerare le cellule muscolari cardiache danneggiate in pazienti affetti da Sindrome del cuore sinistro ipoplasico. La ricerca ha dimostrato che, manipolando specifiche vie cellulari, è possibile stimolare la rigenerazione dei cardiomiociti, le cellule che costituiscono il tessuto muscolare del cuore.
Questa rivelazione ha implicazioni significative sia per i bambini nati con difetti cardiaci congeniti sia per gli adulti che hanno subito danni al cuore a seguito di un infarto
Sindrome del cuore Sinistro ipoplasico: una malattia congenita rara
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La sindrome del cuore sinistro ipoplasico (HLHS) è un raro difetto cardiaco congenito che si verifica quando il lato sinistro del cuore di un bambino non si sviluppa correttamente durante la gravidanza. L’HLHS è caratterizzata altresì da uno sviluppo insufficiente della valvola mitrale, del ventricolo sinistro, della valvola aortica e dell’aorta ascendente. Questo impedisce al sangue ossigenato di essere efficacemente pompato in tutto il corpo.
Immediatamente dopo la nascita, i neonati affetti dalla sindrome devono essere stabilizzati in un’unità di terapia intensiva neonatale o in un’unità di terapia intensiva cardiologica pediatrica. Nei casi più gravi, richiedono intubazione tracheale e ventilazione meccanica.
Secondo l’Ann & Robert H. Lurie Children’s Hospital di Chicago, questa condizione colpisce un neonato su 5mila ed è responsabile del 23% dei decessi cardiaci nella prima settimana di vita.
Sintomi, diagnosi e curiosità
I sintomi della HLHS includono pelle pallida o bluastra, difficoltà respiratorie, letargia e problemi di alimentazione. La diagnosi avviene generalmente attraverso ecocardiografia fetale durante la gravidanza o subito dopo la nascita tramite ecocardiogramma, radiografia toracica e altre tecniche di imaging.
Curiosità etimologiche: Il termine “ipoplasico” deriva dal greco “hypo” (sotto) e “plasis” (formazione), indicando un sottosviluppo. La sindrome è chiamata “sinistro” perché colpisce per l’appunto il lato sinistro del cuore.
Una sfida globale
Attualmente, la gestione della malattia richiede interventi chirurgici complessi in più fasi, con l’obiettivo di migliorare la funzione cardiaca e la qualità della vita dei pazienti.
Intervento di Norwood (prima settimana di vita): l’arteria polmonare principale è divisa e la porzione distale è chiusa. L’aorta ipoplasica e l’arteria polmonare prossimale sono unite per formare una neo-aorta, e viene inserito uno shunt per ristabilire il flusso sanguigno ai polmoni;
Intervento di Glenn Bidirezionale (tra 3 e 6 mesi di vita): la vena cava superiore viene collegata all’arteria polmonare destra, permettendo al sangue di fluire direttamente nei polmoni;
Procedura di Fontan Modificata (tra 18 e 36 mesi): Il flusso della vena cava inferiore viene deviato alla convergenza della vena cava superiore e dell’arteria polmonare.
In alcuni casi, un trapianto di cuore può essere necessario, specialmente per neonati con gravi disfunzioni valvolari o ventricolari. Tuttavia, la disponibilità di donatori è limitata, e circa il 20% dei neonati muore in attesa del trapianto. I tassi di sopravvivenza a 5 anni sono simili tra i pazienti sottoposti a trapianto e quelli che hanno completato la chirurgia multistadio.
Tuttavia, grazie a tecniche avanzate di manipolazione genetica, gli scienziati della Northwestern Medicine sono stati in grado di attivare la rigenerazione delle cellule cardiache nei topi, ripristinando in parte la funzionalità del cuore. Approfondiamo la questione.
Sindrome del cuore sinistro ipoplasico: focus sullo studio
I cardiomiociti, le cellule responsabili della contrazione del muscolo cardiaco, possono rigenerarsi nei mammiferi neonati, ma perdono questa capacità con l’età.
Come mai?
Stando allo studio, queste cellule sopravvivono utilizzando il glucosio invece di generare energia cellulare attraverso i mitocondri.
Per testare tale teoria, i ricercatori hanno pertanto eliminato il gene associato ai mitocondri UQCRFS1 nei cuori di topi adulti, cioè le “centrali energetiche” delle cellule. Risultato? Nei topi adulti con tessuto cardiaco danneggiato, i ricercatori hanno osservato che le cellule del cuore hanno iniziato a rigenerarsi una volta inibito UQCRFS1. Inoltre, hanno iniziato a utilizzare maggiormente il glucosio, imitando il comportamento delle cellule cardiache fetali.
In definitiva, l’aumento dell’utilizzo del glucosio può ripristinare la divisione e la crescita cellulare nei cardiomiociti adulti. Questo suggerisce una nuova direzione per il trattamento delle cellule cardiache danneggiate.
Implicazioni della scoperta
Gli autori dello studio spiegano che questo è un primo passo per affrontare una delle questioni più importanti in cardiologia. Fare in modo che le cellule cardiache ricordino come dividersi per riparare i cuori danneggiati. Basandosi su questa scoperta, il team si concentrerà adesso sull’identificazione di farmaci che possano stimolare questa risposta senza dover ricorrere a manipolazioni genetiche una volta che le cellule cardiache sono cresciute. Per i bambini con HLHS, ciò potrebbe permettere di ripristinare lo spessore normale della parete ventricolare sinistra, risultando potenzialmente salvavita. Questa strategia potrebbe essere utilizzata anche per gli adulti che hanno subito danni a causa di un infarto.
Questo progetto ha coinvolto quindici membri della facoltà della Northwestern: un vero e proprio lavoro di squadra.
Fonte
Gregory B. Waypa et al, “Mitochondria regulate proliferation in adult cardiac myocytes,” Journal of Clinical Investigation (2024).
Materiale offerto dalla Northwestern University dell’Illinois.