Un pacemaker “naturale” grazie alle cellule autoritmiche

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Un gruppo di ricercatori del Cedars Sinai Heart Institute a Los Angeles ha messo a punto una tecnica che permette di ripristinare, almeno per un certo tempo, il corretto ritmo cardiaco in condizioni di emergenza in cui non è possibile applicare un pacemaker elettronico. Il progetto si basa sul trasferimento di un vettore virale con il gene TBX18, in un piccolo gruppo di cellule del miocardio, che quindi diventano capaci, per un certo tempo, di generare gli impulsi elettrici regolari tipici di una ristretta popolazione del tessuto seno-atriale del cuore.
Questa tecnica innovativa potrebbe essere applicata su pazienti che soffrono di disturbi del ritmo cardiaco, ma devono rimuovere temporaneamente il pacemaker elettronico in seguito, per esempio, all’infezione dei cavi di collegamento del dispositivo. Un’ulteriore indicazione potrebbe essere il blocco cardiaco congenito del feto, una patologia in cui il cuore ha una frequenza di battito così bassa da comportare un elevato rischio di morte prima o subito dopo la nascita.
Il corretto ritmo di contrazione del cuore è assicurato da un piccolo gruppo di cellule molto particolari, le cellule autoritmiche o pacemaker, situato nella regione del cuore, il nodo seno-atriale. Queste cellule sono in grado di generare, a intervalli regolari, un impulso elettrico che poi si propaga attraverso tutto il tessuto miocardico. Nelle persone che soffrono di anomalie del ritmo cardiaco, le cellule del nodo seno-atriale hanno perso questa capacità, che viene surrogata dall’impianto di un pacemaker elettronico.
Facendo esperimenti che prevedevano l’utilizzo di colture cellulari, i ricercatori dello studio avevano scoperto che riattivando, in cellule cardiache miocardiche normali, un gene solitamente attivo solo in quelle embrionali, il gene Tbx18, esse si trasformavano in cellule autoritmiche. Nelle nuova ricerca, hanno così clonato delle copie di quel gene per poi inserirle in un adenovirus privato del suo contenuto infettante, che è servito da vettore del gene terapeutico. Questo ha permesso di riprogrammare le cellule del cuore per farle diventare repliche esatte di cellule autoritmiche, ottenute tramite l’iniezione di un singolo gene trasportato da un virus reso inoffensivo. Prima di eseguire qualunque sperimentazione sull’uomo saranno necessari ulteriori test di sicurezza ed efficacia, ma la terapia potrebbe essere somministrata mediante iniezione di Tbx18 direttamente nel cuore di un paziente, oppure con il trapianto di cellule pacemaker ottenute in laboratorio a partire da normali cellule cardiache dello stesso paziente. Dopo che il preparato è stato iniettato nel cuore di alcuni maiali sofferenti di un disturbo del ritmo cardiaco, le cellule infettate dal vettore hanno acquisito la capacità di generare impulsi elettrici regolari propria delle cellule autoritmiche. Se i risultati negli animali saranno ulteriormente confermati, anche per quanto riguarda la sicurezza e l’efficacia, in futuro la stessa tecnica potrebbe essere utilizzata sull’uomo.
In passato erano già stati creati dei pacemaker biologici primitivi, questo studio però è il primo a dimostrare che un singolo gene può convertire le cellule del muscolo cardiaco in cellule pacemaker. Le nuove cellule hanno generato impulsi elettrici spontaneamente ed erano indistinguibili da quelle native. Secondo i ricercatori, il pacemaker biologico TBX18 si è dimostrato superiore a un pacemaker elettronico nella sua capacità di supportare l’attività fisica e rispondevano alla regolazione autonoma ossia alla richiesta di accelerazione o rallentamento del ritmo in base allo sforzo in cui era impegnato l’animale. Allo stato attuale, la tecnica adottata fa sì che le cellule infettate possano essere aggredite da sistema immunitario dell’ospite, e che l’effetto della terapia abbia il suo picco entro otto giorni per poi iniziare a scemare dopo due settimane, un tempo limitato ma sufficiente per porre rimedio a molte situazioni drammatiche.

Un pacemaker “naturale” grazie alle cellule autoritmiche ultima modifica: 2014-08-05T10:00:56+00:00 da Serena Bodei
Bio Autore

Serena Bodei

Da anni attiva nel mondo dell'informazione, scrive per Dimensione Medica dal 2014.

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