Rigenerazione del tessuto cardiaco infartuato: una ricerca italiana

ll nostro cuore è occupato per circa il 70-85% del suo volume dai cardiomiociti, cellule preposte alla generazione e alla trasmissione dello stimolo contrattile che regola la frequenza cardiaca. L’ infarto miocardico è causato, il più delle volte, dalla stenosi delle arterie coronarie, che induce in poche ore la necrosi di circa un miliardo di cardiomiociti nel ventricolo sinistro. Come conseguenza si ha la formazione di tessuto cicatriziale cardiaco che, essendo più rigido e privo di cardiomiociti, risulta incapace di contrarsi.

Il Politecnico di Torino ha presentato un progetto che propone un approccio multidisciplinare per la “riprogrammazione” in situ del tessuto cardiaco infartuato in tessuto cardiaco funzionale, servendosi degli strumenti della bioingegneria, inclusi i biomateriali biomimetici e la nanomedicina.

È possibile rigenerare il tessuto cardiaco in seguito all’infarto?

L’infarto miocardico rappresenta un evento frequente e costituisce la prima causa di decesso e disabilità nel mondo industrializzato. Solitamente l’unica soluzione a tale problematica è rappresentata dal trapianto di cuore.

A partire dal 2010 in letteratura sono stati pubblicati i primi risultati della riprogrammazione cellulare diretta, che permette di trasformare i fibroblasti, le cellule morte, in cardiomiociti, rendendo nuovamente il tessuto in grado di contrarsi. Nonostante gli studi indirizzati verso questo filone di ricerca siano ancora agli inizi, i risultati ottenuti risultano complessivamente promettenti e aprono le porte ad una rivoluzione in ambito della medicina rigenerativa cardiaca.

Il progetto BIORECAR, coordinato da Valeria Chiono, professoressa associata presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale (DIMEAS) del Politecnico di Torino, è nato dall’idea di combinare la progettazione di scaffold polimerici ‘biomimetici’ e sistemi di rilascio di farmaco, con la riprogrammazione cellulare diretta, al fine di renderla più efficiente e di ottenere cardiomiociti maturi e funzionali.

Quello che BIORECAR propone è di somministrare delle nanoparticelle polimeriche dal design innovativo attraverso un idrogel iniettabile direttamente a livello del tessuto infartuato. L’idrogel deve essere dotato di funzionalità tali da promuovere la riprogrammazione cellulare e le nanoparticelle devono essere concepite con lo scopo di riprogrammare specificatamente le cellule presenti nella cicatrice post-infartuale cambiandone l’espressione genica e trasformandole in cardiomiociti. L’approccio verrà validato attraverso un modello in vitro di tessuto cardiaco fibrotico umano, e successivamente su un modello in vivo.

Rilevanza del progetto

Secondo Valeria Chiono, quello del miocardio è uno dei tessuti più complicati da rigenerare e le patologie a cui è soggetto sono tra le più invalidanti e problematiche. Le conoscenze che verranno acquisite grazie a BIORECAR permetteranno di porre le basi per un innovativo trattamento per la disfunzione cardiaca non solo post-ischemica, ma anche causata da altri tipi di patologie o da interventi chirurgici.

Lo sviluppo di terapie rigenerative alternative, obiettivo di BIORECAR, rappresenta un’importante sfida clinica, con un profondo impatto socio-economico.Il progetto sarà finanziato con 2 milioni di euro in cinque anni dallo ERC (European Research Council), l’organismo dell’Unione Europea che incentiva i ricercatori di eccellenza.

Questo nuovo progetto ERC attribuito al Politecnico testimonia ancora una volta le grandi potenzialità dell’applicazione delle discipline tecnologiche all’ambito delle scienze della vita

Commenta Marco Gilli, Rettore in scadenza di mandato dell’Ateneo.

Il team di progetto include esperti biologi e biotecnologi afferenti dall’Università di Napoli “Federico II” e l’istituto Humanitas Clinical and Research Center di Milano.