Proteina dei pesci ripara il cuore dopo un infarto: possibile svolta contro le malattie cardiache
I ricercatori hanno scoperto una proteina – chiamata Hmga1 – che è in grado di riparare i danni al cuore attraverso la rigenerazione delle cellule cardiache, i cardiomiociti. Ne hanno svelato i segreti nel danio zebrato, meglio conosciuto come pesce zebra o zebrafish (Danio rerio), un piccolo ciprinide d'acqua dolce che è tra i principali modelli utilizzati nella ricerca scientifica. Tra le ragioni, come spiegato dall'Istituto Superiore di Sanità (ISS), vi è la stretta correlazione genetica con l'essere umano (e con le sue malattie) e gli embrioni semi-trasparenti, che permettono indagini accurate di biologia dello sviluppo.
Dopo un infarto le cellule cardiache non si rigenerano
Com'è noto, dopo un infarto del miocardio o un altro evento cardiovascolare il cuore umano – così come quello di altri mammiferi – non si rigenera, pertanto spesso queste gravi patologie portano alla morte del paziente. Ad esempio, possono sfociare in un'insufficienza cardiaca fatale innescata dalla perdita di funzionalità del muscolo cardiaco danneggiato e cicatrizzato. Se potessimo rigenerare le cellule cardiache in qualche modo saremmo innanzi a una svolta per decine di milioni di persone in tutto il mondo, tenendo presente che le patologie cardiovascolari rappresentano la principale la causa di morte nei Paesi industrializzati. Proprio qui entra in gioco la proteina Hmga1, che è in grado di ripristinare completamente la funzionalità cardiaca nei pesci in soli due mesi.
La proteina che ripara il cuore funziona nei topi
I ricercatori hanno testato la proteina dei pesci zebra sul cuore danneggiato di modelli murini (topi), nei quali, esattamente come avviene negli esseri umani, non si rigenera. Incredibilmente, hanno osservato nei roditori un processo di riparazione simile a quello che si verifica nei piccoli pesci ossei, con un significativo miglioramento della funzionalità cardiaca. Il prossimo passo sarà testare la proteina su cellule cardiache umane in coltura e, qualora dovesse mostrare il medesimo effetto, si potranno gettare le basi per la sperimentazione clinica. Un dettaglio particolarmente rilevante della nuova ricerca risiede nel fatto che l'uso della proteina nei topi non ha determinato una crescita anomala del muscolo cardiaco e dunque a un cuore ingrossato (cardiomegalia) e malformato, che può chiaramente comportare altre complicazioni.
Come fa la proteina Hmga1 dei pesci a riparare il cuore
A scoprire e descrivere l'efficacia della proteina “ripara cuore” dei pesci zebra è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati dei Paesi Bassi dell'Hubrecht Institute presso il Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (KNAW), che hanno collaborato a stretto contatto con i ricercatori di diversi istituti. Fra quelli coinvolti l'Amsterdam University Medical Centers, l'International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB) dell'Università di Trieste e l'Australian Regenerative Medicine Institute della Monash University di Melbourne (Australia). I ricercatori, coordinati dal professor Jeroen Bakkers dell' Hubrecht Institute e docente presso l'University Medical Center Utrecht, hanno identificato i meccanismi legati alla proprietà riparatrici di Hmga1 dopo aver analizzato l'attività dei geni nel cuore, sia sano che malato.
In parole semplici, il professor Bakkers e colleghi hanno scoperto che il gene che codifica per la suddetta proteina è attivo nei pesci zebra durante la riparazione cardiaca, ma non nei topi, pur essendo presente e attivo durante lo sviluppo embrionale. La proteina Hmga1 agisce sulla cromatina che impacchetta il DNA e inattiva i geni; in pratica, la sua attività spacchetta la cromatina e permette ai geni riparatori del cuore di tornare a funzionare, permettendo la divisione e la replicazione delle cellule del muscolo cardiaco, altrimenti bloccate. “Abbiamo scoperto che Hmga1 rimuove gli ‘ostacoli' molecolari sulla cromatina. Spiana la strada, per così dire, consentendo ai geni dormienti di tornare al lavoro”, ha affermato in un comunicato stampa la coautrice dello studio Mara Bouwman. Tale “risveglio” sarebbe legato alla modulazione dei livelli di H3K27me3, una modifica epigenetica legata all'istone H3, tra i principali coinvolti nell'impacchettamento della cromatina.
I test nei topi, come indicato, sono stati estremamente positivi. “I risultati sono stati notevoli: la proteina Hmga1 ha stimolato le cellule del muscolo cardiaco a dividersi e crescere, migliorando significativamente la funzionalità cardiaca”, ha dichiarato il professor Bakkers. “Non ci sono stati effetti avversi, come una crescita eccessiva o un cuore ingrossato. Inoltre, non abbiamo visto alcuna divisione cellulare nel tessuto cardiaco sano. Questo suggerisce che il danno stesso invia un segnale per attivare il processo”, ha chiosato l'esperto. Ora non resta che testare la proteina su cardiomiociti umani in coltura e verificarne efficacia e sicurezza, prima di passare alla sperimentazione clinica che potrebbe rappresentare una vera e propria svolta contro le malattie cardiache. Si potrebbe infatti mettere a punto una terapia genica rivoluzionare in grado di ripristinare la funzionalità del cuore. I dettagli della ricerca “Cross-species comparison reveals that Hmga1 reduces H3K27me3 levels to promote cardiomyocyte proliferation and cardiac regeneration” sono stati pubblicati su Nature Cardiovascular Research.
