La ricerca dell'Università del Wisconsin-Madison rileva che un nuovo approccio terapeutico per l'insufficienza cardiaca potrebbe aiutare a ripristinare la funzione cardiaca rigenerando il muscolo cardiaco. In uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Circulation, il team di UW descrive il suo successo nel migliorare, in un modello murino, la funzione del muscolo cardiaco bloccando temporaneamente un enzima metabolico chiave dopo un infarto. Questo semplice intervento, dicono i ricercatori, potrebbe alla fine aiutare le persone a riacquistare la funzione cardiaca. “Il nostro obiettivo era acquisire una nuova comprensione di come il cuore possa guarire se stesso in seguito a lesioni a livello molecolare e cellulare e vedere se c'era un modo per ripristinare la funzione cardiaca a uno stato precedente”, afferma Ahmed Mahmoud, professore di cellula di UW-Madison e biologia rigenerativa nella Facoltà di Medicina e Sanità Pubblica. “Sappiamo che nel cuore dopo la nascita si verifica un interruttore metabolico, che contribuisce alla perdita della capacità di rigenerazione cardiaca. Ma non sapevamo quali meccanismi regolano questo interruttore metabolico. Ecco dove abbiamo iniziato la nostra ricerca “. Questo interruttore metabolico comporta un cambiamento nel modo in cui le cellule producono energia, passando da un processo chiamato glicolisi a uno chiamato fosforilazione ossidativa. Studi precedenti hanno dimostrato che un composto metabolico chiamato succinato, prodotto dalle cellule, può accumularsi nel cuore quando viene privato di ossigeno, come durante un infarto. Ciò può innescare una cascata di eventi che porta alla produzione di molecole dannose, chiamate specie reattive dell'ossigeno, che possono danneggiare le cellule del cuore. Studi precedenti hanno anche dimostrato che il blocco di un altro composto cellulare, la succinato deidrogenasi, potrebbe prevenire l'accumulo di succinato e il conseguente danno. L'inibizione del composto può anche indurre uno spostamento metabolico nelle cellule alla glicolisi, che promuove la rigenerazione del cuore. Il team di Mahmoud ha studiato se potevano alterare questo interruttore metabolico e preservare la capacità del cuore di rigenerarsi in seguito a un danno. In primo luogo, si sono concentrati sul succinato, che nei topi neonati riduceva la rigenerazione di nuove cellule cardiache e causava danni al DNA a seguito di infarto miocardico. Quindi, nei topi giovani, il team di ricerca ha utilizzato un metabolita chiamato malonato, che blocca la succinato deidrogenasi, per vedere se avrebbe preservato la capacità delle cellule cardiache di rigenerarsi dopo un infarto. Il trattamento non solo ha portato alla completa rigenerazione del cuore, ma ha anche ripristinato la funzione cardiaca. Per garantire che gli effetti fossero dovuti all'inibizione della succinato deidrogenasi, il team di ricerca ha utilizzato un altro inibitore, un composto chiamato Atpenin A5, e ha trovato effetti simili a quelli prodotti dal malonato. Nei topi adulti, i ricercatori hanno anche testato se il malonato potesse, come nei topi giovani, ripristinare la capacità del cuore di rigenerarsi a seguito di infarto miocardico. Hanno scoperto che promuoveva la produzione di nuove cellule cardiache, aiutava a portare nuovi vasi sanguigni nella regione danneggiata dall'infarto e portava alla rigenerazione del cuore. Ha anche rafforzato la scoperta che l'inibizione della succinato deidrogenasi aiuta il cuore a passare dalla fosforilazione ossidativa alla glicolisi. “Sia il danno vascolare che quello miocardico derivano da eventi cardiovascolari acuti come l'infarto del miocardio”, spiega Mahmoud. “La capacità limitata del cuore adulto di ripararsi rappresenta una barriera importante nella medicina cardiovascolare e spesso porta allo scompenso cardiaco. La nostra ricerca mostra che potrebbe essere possibile migliorare la funzione del muscolo cardiaco dopo un infarto, il che è una buona notizia per le persone che soffrono di insufficienza cardiaca sistolica “. L'insufficienza cardiaca rimane un problema significativo negli Stati Uniti. Secondo l'American Heart Association, 6 milioni di adulti americani sono stati colpiti da insufficienza cardiaca tra il 2015 e il 2018. Si tratta di una condizione cronica e progressiva che riduce la capacità del cuore di pompare bene il sangue. L'insufficienza cardiaca può essere causata da infarto miocardico e ogni 39 secondi un americano ha un attacco di cuore. I ricercatori affermano che il malonato e l'inibizione della succinato deidrogenasi in generale meritano ulteriori studi. Ad esempio, nel cuore adulto, il malonato ha portato ad aumenti dei livelli di succinato due settimane dopo l'attacco cardiaco nei topi, suggerendo che in realtà promuove la riprogrammazione metabolica del cuore in uno stato rigenerativo, piuttosto che prevenire un accumulo del metabolita. La succinato deidrogenasi è anche un soppressore del tumore, quindi è importante comprendere meglio le implicazioni dell'inibizione nel contesto dell'attacco cardiaco. Inoltre, dicono i ricercatori, è importante trovare modi per fornire un trattamento contro il malonato specificamente al cuore. “Comprendere l'effetto del malonato sul cuore e altri problemi sarà un passo essenziale prima di tradurre i nostri risultati alla clinica per il trattamento dell'insufficienza cardiaca”, afferma Mahmoud. “Riteniamo che i nostri risultati siano un passo avanti positivo nell'aiutare milioni di persone ad affrontare l'insufficienza cardiaca”. Il team sta ora studiando se il malonato possa rigenerare i cuori di animali più grandi e sta lavorando per comprendere meglio gli effetti a lungo termine della breve inibizione della succinato deidrogenasi. Fonte: University of Wisconsin-Madison

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