Nel mondo della ricerca medica, gli ingegneri biomedici presso l’Università di Duke hanno recentemente aperto una porta verso la possibilità di rigenerare il tessuto cardiaco danneggiato sfruttando una delle mutazioni più pericolose riscontrate nei tumori della pelle. La scoperta, pubblicata online il 24 gennaio sulla rivista Science Advances, ha il potenziale di rivoluzionare il campo della rigenerazione cardiaca, affrontando una delle sfide più grandi nella ricerca sul cuore: la capacità di far proliferare le cellule cardiache mature.
Dalla proteina BRAF alla rigenerazione cardiaca
La mutazione genetica in questione è situata nella proteina BRAF, una componente del percorso di segnalazione MAPK che può promuovere la divisione cellulare. Questa mutazione è nota per essere una delle più comuni e aggressive nei pazienti affetti da melanoma, un tipo di cancro della pelle. Tuttavia, gli ingegneri biomedici hanno scoperto che questa mutazione potrebbe avere un effetto sorprendente nel mondo della ricerca cardiaca.
La ricerca, condotta dal professore di ingegneria biomedica Nenad Bursac e dal suo studente di dottorato Nicholas Strash, ha coinvolto l’introduzione della mutazione BRAF in tessuti cardiaci di ratti coltivati in laboratorio. Utilizzando un ambiente tridimensionale di idrogel sviluppato nel corso di più di un decennio, i ricercatori hanno fornito le giuste indicazioni per far crescere e maturare le cellule in tessuti muscolari cardiaci simili agli adulti.
La chiave della scoperta è stata l’osservazione della capacità della mutazione BRAF di indurre la crescita delle cellule cardiache mature. “Le cellule muscolari mature del cuore di solito non si dividono, quindi pensavamo che avremmo avuto bisogno di una mutazione genetica particolarmente forte per convincerle a moltiplicarsi“, ha spiegato il professor Bursac.
Riparare il muscolo cardiaco
L’obiettivo ambizioso di riparare il muscolo cardiaco dopo un attacco di cuore, comunemente noto come “santo graal” della ricerca cardiaca, è complicato dal fatto che il tessuto cardiaco non si rigenera spontaneamente. Una possibile strategia sarebbe persuadere le cellule muscolari cardiache a dividere, consegnando un gene terapeutico in modo sicuro e controllando completamente la sua attività nel cuore.
Gli ostacoli della ricerca
Durante l’esperimento, l’attivazione dei geni mutati ha causato la perdita significativa della forza contrattile del tessuto cardiaco, raggiungendo circa il 70%. Questo evidenzia la necessità di un controllo preciso sulla dose e sulla durata dell’attivazione genica per evitare effetti collaterali indesiderati.
Inoltre, i ricercatori sono consapevoli della necessità di sviluppare sistemi di consegna genetica più precisi e sicuri per applicare questa scoperta alla rigenerazione cardiaca umana. Attualmente, nanoparticelle lipidiche e virus a breve durata sono tra gli approcci in fase di sviluppo, ma richiedono ulteriori raffinamenti prima di poter essere utilizzati in ambito clinico.
Un altro ostacolo importante è bilanciare la stimolazione della rigenerazione con la necessità di mantenere la forza contrattile del tessuto cardiaco. I ricercatori sperano di individuare una finestra temporale in cui l’attività genica mutata può essere fermata dopo l’inizio della replicazione cellulare, ma prima che il meccanismo contrattile subisca danni significativi.
Per continuare questa promettente ricerca, i prossimi passi includeranno lo studio dell’approccio in cuori di animali vivi per valutarne l’efficacia e comprendere meglio l’attivazione di altri geni e processi innescati dalla mutazione BRAF.
