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Il cuore umano sviluppa nuove cellule
Il cuore umano ha la famosa reputazione di non essere in grado di guarire se stesso, ma una nuova ricerca suggerisce che è capace almeno di autoripararsi. Utilizzando la datazione al carbonio per misurare l'età delle cellule cardiache, gli scienziati hanno scoperto che un numero basso di nuove cellule cardiache viene continuamente creato durante la vita di una persona. Ciò solleva la possibilità che un giorno potremmo essere in grado di utilizzare farmaci per stimolare direttamente questa capacità rigenerativa di riparare i cuori danneggiati, piuttosto che affidarci a terapie di trapianto cellulare.
Guarire il cuore: Le cellule del muscolo cardiaco (mostrate sopra) possono essere coltivate da cellule staminali embrionali umane, ma una nuova ricerca suggerisce che anche il cuore adulto può far crescere nuove cellule.
Gli scienziati possono creare nuovi cardiomiociti, cellule del muscolo cardiaco, da cellule staminali in esperimenti di coltura cellulare e prove per le cellule staminali cardiache ha costruito. Ma fino ad ora non era chiaro se nuove cellule del muscolo cardiaco fossero mai nate in condizioni reali all'interno del cuore dopo la nascita.
Ratan Bhardwaj e i suoi colleghi al Istituto Karolinska a Stoccolma, in Svezia, ha utilizzato la datazione al radiocarbonio, che viene normalmente impiegata per stabilire l'età dei resti archeologici o geologici, per calcolare l'età delle cellule cardiache rispetto all'età cronologica della persona da cui sono state isolate. Per fare ciò, il team ha sfruttato i test nucleari effettuati negli anni '50 e '60, che hanno portato a un forte aumento del carbonio 14 radioattivo nell'atmosfera. Il materiale radioattivo è stato catturato dalle piante come CO2 e poi si è fatto strada lungo la catena alimentare e nel DNA del corpo umano. Subito dopo l'interruzione dei test, i livelli di C14 atmosferico sono nuovamente diminuiti, portando a un corrispondente calo della concentrazione di C14 nel DNA umano.
Il team ha misurato i livelli di C14 nel tessuto cardiaco di dodici pazienti deceduti di età compresa tra 19 e 73 anni al momento della morte e ha riscontrato livelli elevati di C14 anche in quei soggetti nati due decenni prima dell'inizio dei test nucleari, indicando che il carbonio radioattivo doveva essere sono stati incorporati nelle cellule del muscolo cardiaco molto tempo dopo la nascita. Allo stesso modo, i livelli di C14 nel cuore dei pazienti più giovani non corrispondevano all'anno della loro nascita, ma indicavano piuttosto un compleanno più giovane per le cellule. La ricerca è stata pubblicata oggi sulla rivista Scienza .
Sono molto entusiasta di come hanno usato questa nuova tecnologia per ottenere qualcosa di utile da un disastro ambientale così terribile, dice Carlo Murry , direttore del Center for Cardiovascular Biology presso l'Università di Washington a Seattle, che è stato coautore di un commento, anche in Scienza , sulla ricerca di Bhardwaj.
Secondo i risultati, il ricambio delle cellule del muscolo cardiaco è lento rispetto ad altri tipi di cellule e diminuisce con l'età. Utilizzando modelli matematici, Bhardwaj e colleghi hanno scoperto che solo l'1% delle cellule viene scambiato in genere all'anno nei giovani adulti. Questo tasso scende a solo lo 0,4 per cento all'età di 75 anni. Ciò significa che una donna di 55 anni avrà ricostruito il 45 per cento del suo cuore sin dalla nascita. Altre cellule del cuore, come quelle che formano il tessuto connettivo e i vasi sanguigni, si rinnovano molto più velocemente, scambiando circa il 18% ogni anno. Il motivo per cui il ricambio delle cellule muscolari dovrebbe essere così lento rimane sconosciuto.
Sia Bhardwaj che Murry affermano che la scoperta ha un grande potenziale terapeutico se si può trovare un farmaco per stimolare un maggiore rinnovamento delle cellule cardiache: molti di noi hanno lavorato per inserire cellule esogene [cellule di un donatore o altre parti del corpo] in il cuore, dice Murry. Ma data la scelta di far crescere il mio cuore o di prendere tutte queste cellule da qualche altra parte, sceglierei l'approccio farmaceutico. Nessun farmaco del genere è stato identificato fino ad oggi.
Tuttavia, non tutti sono d'accordo sul fatto che un approccio farmaceutico sia l'opzione migliore. Un farmaco può stimolare un percorso biochimico in modo troppo grossolano e, nella medicina rigenerativa, dobbiamo stare molto attenti a evitare una crescita cellulare non regolata che potrebbe causare tumori, afferma Joshua Hare , direttore dell'Istituto interdisciplinare di cellule staminali presso la Miller School of Medicine dell'Università di Miami. Hare sostiene che l'approccio migliore sarebbe identificare e purificare le cellule staminali cardiache dal paziente e amplificarle in colture cellulari, quindi reinserirle nel corpo in modo controllato. Alcuni scienziati stanno già studiando un simile approccio.
Ma Hare pensa anche che potrebbe esserci un terzo modo per sfruttare il potere di rinnovamento delle cellule del cuore. Attualmente sta sviluppando terapie che mirano a curare le lesioni cardiache con cellule staminali ottenute dal midollo osseo. Può essere che l'iniezione di queste cellule possa anche aumentare l'attività delle cellule staminali cardiache, dice.