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Come i pesci fanno crescere nuovi cuori
Il piccolo e senza pretese zebrafish, che è diventato una stalla nei laboratori di biologia di tutto il mondo, può eseguire un'impressionante impresa di rigenerazione: può sopportare la perdita del 20 percento di un ventricolo, una camera del cuore, per ricrescerlo entro un mese. Due nuovi studi pubblicati ieri in Natura mostra gli animali ricrescono i loro cuori innescando la divisione cellulare delle cellule del muscolo cardiaco adulto piuttosto che tramite le cellule staminali. Se i ricercatori possono chiarire la segnalazione chimica coinvolta nel processo, potrebbero essere in grado di trovare modi per stimolare la riparazione o la rigenerazione del cuore negli esseri umani. Mentre ricerche recenti suggeriscono che i cuori umani hanno una capacità limitata di generare nuove cellule, il muscolo cardiaco tende a formare cicatrici dopo un infarto piuttosto che nuovo tessuto sano.
Zebrafish progettato per far brillare i loro cuori di rosso. Credito: Dr. Juan Carlos Ispizua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies.
Un cuore di zebrafish rigenerante 14 giorni dopo l'infortunio. Il muscolo cardiaco è etichettato in verde, il DNA è blu e un marcatore di divisione cellulare è mostrato in rosso. Credito: Dr. Juan Carlos Ispizua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies.
I ricercatori di Barcellona e San Diego hanno sviluppato il pesce zebra le cui cellule del muscolo cardiaco si illuminano di verde. Dopo aver tagliato il 20 percento del ventricolo del pesce, i ricercatori hanno scoperto che anche le nuove cellule sostitutive brillavano di verde, suggerendo che provenissero da cellule adulte differenziate piuttosto che da cellule staminali cardiache. Secondo ScienceNow ,
…Ulteriori esperimenti hanno mostrato che i cardiomiociti vicino al sito della lesione sembrano fare un passo indietro nello sviluppo, staccandosi l'uno dall'altro e perdendo la loro forma tipica, presumibilmente per consentire loro di ricominciare a dividersi mentre reintegrano il tessuto perso.
Credito: Dr. Juan Carlos Ispizua Belmonte, Salk Institute for Biological Studies.
In un secondo studio, i ricercatori della Carolina del Nord hanno ingegnerizzato le cellule del cuore in modo che emettano un bagliore verde quando esprimono una proteina unica per le cellule cardiache embrionali. La lesione al cuore di un animale ha innescato il bagliore verde nelle cellule vicine, suggerendo che si stavano de-differenziando in preparazione alla divisione. Entrambi gli studi sono stati pubblicati in Natura .
Secondo an articolo nel New York Times ,
Charles Murry, un esperto di biologia cellulare del cuore presso il Università di Washington a Seattle, hanno affermato che i due rapporti hanno sollevato l'allettante domanda sul perché i cuori umani non possano completare il processo di rigenerazione. Anche nei cuori umani, ha detto il dott. Murry, le cellule muscolari si dedifferenziano dopo la lesione e raddoppiano il loro DNA, un precursore necessario alla divisione cellulare. Ma non completano il processo, per ragioni finora sconosciute.
Imparare a superare quel blocco potrebbe non essere così facile, secondo il dottor Murry. Si è tentati di dire 'Facciamolo come fa la natura', ha detto, ma non sappiamo come lo fa la natura. Alcuni dei migliori biologi molecolari del mondo ci stanno lavorando da un paio di decenni e non si è ancora risolto.