Secondo una ricerca completata nel laboratorio di Cody Smith, professore associato nel Dipartimento di Scienze Biologiche, la cellula, che é stata chiamata “nexus glia”, assomiglia alle cellule gliali (astrociti) che risiedono nel cervello.
Quando le nuove cellule identificate sono state rimosse dal tessuto cardiaco, la frequenza cardiaca è aumentata e quando esse sono state private di un gene chiave che guida il loro sviluppo gliale, il cuore ha battuto in modo irregolare. La ricerca è stata pubblicata di recente su PLOS Biology .
Non esiste una connessione definitiva tra la scoperta e i difetti cardiaci congeniti, tuttavia le cellule del nesso gliale cardiaco (o “nexus glia”) si trovano nel tratto di efflusso del cuore, lo stesso luogo in cui vengono identificati molti difetti cardiaci congeniti. Il tratto di efflusso è una struttura che si forma durante lo sviluppo e contribuisce alla costruzione di un “percorso” che collega i ventricoli alle arterie che escono dal cuore. Il team di ricerca ha scoperto le cellule prima nei cuori di zebrafish, quindi ha confermato la loro esistenza sia nei cuori dei topi che in quelli umani.
In precedenza si pensava che gli astrociti risiedessero solo nel sistema nervoso centrale (costituito da cervello e midollo spinale). I ricercatori del laboratorio Smith si erano chiesti perché gli organi innervati dal sistema nervoso periferico, che includono tutti i restanti nervi del corpo, non sembravano avere cellule gliali simili agli astrociti. Svolgono un ruolo importante nella costruzione e nel mantenimento dei circuiti neurali nel cervello e allora perché non dovrebbero esistere anche altrove?
Nina Kikel-Coury, prima autrice dell’articolo e neolaureata del laboratorio di Smith, ha affermato di aver cercato cellule gliali simili agli astrociti nel cuore perché le cellule gliali sono state trovate in più organi, incluso il pancreas, milza, polmoni e intestino. Tuttavia, la loro funzione non è sempre chiara.
“Ho pensato che se potessimo trovare un nuovo pezzo cellulare per il puzzle cardiovascolare, potrebbe essere fondamentale per il lavoro futuro”, ha detto.
Kikel-Coury era particolarmente interessata a come queste cellule fossero implicate in un gruppo di condizioni cliniche chiamate disautonomie, che derivano da difetti nel sistema nervoso autonomo.
In particolare, la disautonomia (o disfunzione autonomica, o neuropatia autonomica) è una condizione in cui il sistema nervoso autonomo presenta malfunzionamenti. Può essere familiare, ereditata tramite il modello autosomico recessivo, o acquisita, causata da danneggiamenti del sistema nervoso.
La disautonomia è un tipo di neuropatia che colpisce i nervi che trasportano le informazioni dal cervello e dal midollo spinale a cuore, vescica, intestino, ghiandole sudoripare, pupille e vasi sanguigni. La disautonomia può presentarsi in vari modi, ad esempio difficoltà di adattamento alle variazioni di postura, così come sintomi digestivi.
La diagnosi si ottiene attraverso test funzionali del sistema nervoso autonomo. Le indagini possono essere effettuate per identificare i processi patologici sottostanti che possono aver portato alla neuropatia autonomica che causa la disautonomia. Il trattamento sintomatico è disponibile per molti sintomi associati alla neuropatia autonomica.
La stessa ricercatrice è affetta da una di queste condizioni, la sindrome da tachicardia ortostatica posturale (POTS), che provoca vertigini, svenimenti e un rapido aumento della frequenza cardiaca. La POTS potrebbe essere potenzialmente collegata alla nuova cellula scoperta, ma è ancora troppo presto per dirlo.
“Non conosciamo completamente la funzione di queste cellule, ma il concetto che se le elimini, la frequenza cardiaca aumenta, potrebbe collegarla a determinati casi di malattia”, ha detto Smith. “Penso che queste cellule gliali potrebbero svolgere un ruolo piuttosto importante nella regolazione del cuore.”
“Questo è un altro esempio di come lo studio della neurobiologia di base può portare alla comprensione di molti disturbi diversi”, ha detto Smith. “Sono entusiasta del futuro”.
Oltre a Smith e Kikel-Coury, altri autori dello studio includono i ricercatori di Notre Dame Kevin Vaughan, professore associato presso il Dipartimento di Scienze Biologiche; Pinar Zorlutuna, professore universitario di ingegneria della famiglia Sheehan; Jacob P. Brandt; Isabella A. Correia; Michael R. O’Dea; Dana F. De Santis; Gulberk Ozcebe; e Felicity Sterling.
La ricerca è stata finanziata dall’Università di Notre Dame, dalla famiglia Elizabeth e Michael Gallagher, dalla Fondazione Alfred P. Sloan e dal National Institutes of Health.
