Infarto: mappatura del cuore ne previene i danni conseguenti

Gli scienziati del Victor Chang Cardiac Research Institute in Australia hanno prodotto una mappa integrata delle cellule cardiache dopo un infarto, la prima nel suo genere, che sblocca il processo della fibrosi cardiaca, una delle principali cause di insufficienza cardiaca.

La mappatura del cuore dopo un infarto

La scoperta apre nuove strade per lo sviluppo di farmaci mirati per prevenire i danni cicatriziali causati dopo un Infarto.

Durante e dopo un infarto, i muscoli del cuore vengono danneggiati, portando alla formazione di tessuto cicatriziale che non ha l’elasticità e la contrattilità del muscolo cardiaco sano. Questo danno è permanente e può compromettere la capacità del cuore di pompare il sangue, portando infine allo scompenso cardiaco.

Il professor Richard Harvey, che ha condotto lo studio insieme al dottor Ralph Patrick e al dottor Vaibhao Janbandhu dell’Istituto, afferma che la scoperta rappresenta un importante passo avanti nella comprensione della fibrosi cardiaca, che accompagna praticamente tutte le forme di malattie cardiache compreso il sovraccarico del cuore dovuto a ipertensione .

“Milioni se non miliardi di dollari sono stati investiti nella ricerca di nuovi farmaci per controllare la fibrosi cardiaca nel corso degli anni, ma questi sforzi sono in gran parte falliti. C’è un urgente bisogno di sviluppare nuovi trattamenti che potrebbero arrestare o addirittura invertire la fibrosi cardiaca, a beneficio di milioni di persone, ” dice il professor Harvey.

“La fibrosi è una parte essenziale del processo di guarigione del corpo. Ma nel cuore, se i fattori scatenanti della malattia non vengono risolti, il processo può andare troppo oltre, causando cicatrici incredibilmente dannose per la funzione cardiaca e una delle principali cause di insufficienza cardiaca.

“Per la prima volta, utilizzando una tecnologia rivoluzionaria che ci consente di analizzare l’espressione genica nelle singole cellule , siamo stati in grado di mappare gli stati cellulari progressivi coinvolti nella fibrosi cardiaca e il modo in cui queste cellule si evolvono giorno dopo giorno.”

Il team ha analizzato le firme dell’RNA di 100.000 singole cellule concentrandosi su quelle coinvolte nella fibrosi, integrando dati provenienti da diversi studi pionieristici su una varietà di stati di malattie cardiache.

Ciò ha permesso loro di produrre una mappa cellulare integrata di un cuore modello di topo che individua le cellule e i percorsi coinvolti nella fibrosi.

Lo studio ha identificato cellule a riposo, cellule attivate, una popolazione infiammatoria, un pool di progenitori, cellule in divisione e cellule specializzate chiamate miofibroblasti e matrifibrociti.

Ha scoperto che i miofibroblasti, ritenuti i principali responsabili delle cicatrici ma assenti nei cuori sani, iniziano a formarsi tre giorni dopo un attacco cardiaco in un modello murino , prima di raggiungere il picco al quinto giorno. Vengono quindi risolti in una forma chiamata matrifibrociti, che può impedire la risoluzione della cicatrice.

Lo studio, pubblicato su Science Advances , ha esplorato anche altri modelli di malattie cardiache di insufficienza cardiaca indotta da elevata pressione sanguigna interna a seguito di stenosi aortica o ipertensione.

Il dottor Vaibhao Janbandhu afferma: “Abbiamo trovato una sorprendente somiglianza nella progressione della fibrosi in tipi molto diversi di malattie cardiache. I miofibroblasti erano abbondanti nella fase iniziale durante l’ipertensione e poi si risolvevano in matrifibrociti, proprio come dopo un attacco di cuore.

“Ciò apre le porte a terapie future che saranno in grado di colpire specifici tipi di cellule o processi in diverse malattie cardiache. Si spera che ciò eviterà che le cellule sane vengano danneggiate in modo permanente”.

Lo studio ha utilizzato dati provenienti sia da modelli murini che da pazienti umani. Negli esseri umani, l’insufficienza cardiaca può richiedere decenni per evolversi, quindi gli esatti tipi di cellule e i tempi dei processi nei pazienti umani devono essere esplorati in maggiore dettaglio.

Il dottor Janbandhu aggiunge: “La pressione alta persistente può avere conseguenze devastanti, ma è curabile, evidenziando la necessità di monitorare la pressione alta e di tenerla sotto controllo rapidamente”.

Il team ha anche creato ” CardiacFibroAtlas “, uno strumento web di risorse per i ricercatori di tutto il mondo. Consente agli utenti di visualizzare e analizzare come si comportano i geni negli attacchi di cuore e nei problemi di salute correlati.

La reazione difensiva del corpo a un infarto potrebbe aiutare

Gli scienziati del Victor Chang Cardiac Research Institute hanno scoperto un’importante risposta protettiva nel cuore che potrebbe limitare i danni arrecati dopo un infarto.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Cell Stem Cell, ha scoperto che questa risposta reattiva può prevenire alcune delle cicatrici eccessive, o fibrosi cardiaca , che si verificano a causa della mancanza di ossigeno.

L’autore principale, il professor Richard Harvey, del Victor Chang Cardiac Research Institute di Sydney, in Australia, afferma che questo studio fornisce una nuova prospettiva su ciò che accade alle cellule del cuore dopo un infarto .

“I nostri percorsi genetici rilevano la mancanza di ossigeno , o ipossia, dopo un attacco di cuore e attivano una risposta protettiva.

“Se la risposta protettiva viene bloccata, nelle cellule del cuore, comprese le cellule muscolari battenti, si accumulano sostanze chimiche reattive chiamate ossidanti.

“Lo studio ha dimostrato che gli ossidanti si accumulano anche nei “fibroblasti” del cuore, un tipo importante di cellula cardiaca che svolge un ruolo essenziale nella guarigione del cuore dopo un infarto”, afferma il professor Harvey.

Lo studio rivela che l’accumulo di ossidanti fa sì che i fibroblasti cardiaci aumentino il loro numero e troppi fibroblasti portano a cicatrici eccessive. Questo spesso tessuto cicatriziale può limitare la capacità del cuore di funzionare in modo efficiente e può aumentare il rischio di insufficienza cardiaca, nonché di morte cardiaca improvvisa .

Gli attacchi di cuore sono la principale causa di morte in Australia, se ne verifica uno ogni 10 minuti. Ma ci sono pochi farmaci attualmente disponibili per prevenire o riparare efficacemente il danno cicatriziale che può verificarsi dopo un simile evento.

Il dottor Vaibhao Janbandhu, anch’egli del Victor Chang Cardiac Research Institute e parte del gruppo di ricerca, afferma che si spera che i risultati incoraggino la produzione di terapie proprio a questo scopo. “Speriamo che ciò che abbiamo scoperto porti alla ricerca di antiossidanti sintetici che possano colpire specificamente diversi tipi di cellule nel cuore dopo un infarto, compresi i fibroblasti, per limitare e persino riparare alcuni dei danni”.

“Questo studio indica che è necessaria un’intera nuova generazione di farmaci, gli antiossidanti, che possono essere adattati alle risposte di particolari cellule.

“La fibrosi non coinvolge solo il cuore ma è presente anche in altre lesioni e malattie, quindi speriamo che questo lavoro possa eventualmente tradursi in un aiuto anche per altre condizioni”, afferma il dott. Janbandhu.