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Un microcuore pulsante ottenuto da staminali
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Minuscoli cuori dotati di camere e in grado di battere con ritmo regolare sono stati ottenuti a partire da cellule staminali pluripotenti. Per quanto di dimensioni micrometriche, la loro realizzazione permetterà di chiarire alcuni aspetti dello sviluppo cardiaco e di testare in modo sicuro ed efficiente i possibili effetti negativi dei farmaci sullo sviluppo cardiaco del feto




Per la prima volta si è riusciti a produrre a partire da un gruppo di cellule staminali umane un tessuto cardiaco che si è organizzato in una struttura tridimensionale - sia pure minuscola - capace di battere regolarmente sulla base degli stimoli biochimici e meccanici ricevuti. A crearlo è stato un gruppo di ricercatori dell'Università della California e Berkeley e del Gladstone Institute of Cardiovascular Disease a San Francisco, che firmano un articolo pubblicato su “Nature Communications”.

I cuori così ottenuti sono rudimentali e minuscoli e sono dotati di camere di dimensioni micrometriche, e non sono stati progettati in vista della creazione di cuori da trapianto, ma per comprendere più a fondo la complessa fisiologia del cuore e per disporre di un mezzo che consenta un rapido ed efficace screening dei farmaci potenzialmente tossici sul cuore.

I ricercatori sono partiti da cellule staminali pluripotenti indotte ottenute dal tessuto della pelle, che sono state poi esposte a una serie di fattori di crescita che le hanno indotte a differenziarsi in cellule dei tessuti cardiaci. All'inizio, queste cellule si sono sviluppate in piano ma nel giro di due settimane hanno cominciato a strutturarsi in tre dimensioni, creando microcavità – di dimensioni fino ai 600 micrometri - corrispondenti alle camere cardiache.

In particolare, le cellule sono riuscite ad autorganizzarsi in modo corretto, tanto da sviluppare un battito simile a quello del cuore umano. Il tessuto cardiaco è infatti costituito da differenti tipi di cellule. Oltre a cellule muscolari striate e lisce, ve ne sono per esempio alcune - dette cellule pacemaker o autoritmiche, che hanno un ruolo centrale nell'innescare e mantenere il battito, mentre altre, che formano le fibre di Purkinje, hanno il compito di propagare la pulsazione a tutto il muscolo cardiaco.

"Il fatto che abbiamo usato cellule staminali umane pluripotenti derivate da pazienti rappresenta un cambiamento epocale nel settore", ha detto Kevin E. Healy, che ha diretto la ricerca. "Gli studi sui microtessuti cardiaci erano stati finora condotti principalmente su cardiomiociti di ratto, che è un modello imperfetto per le malattie umane."

La ricaduta più immediata dello studio sarà la possibilità di testare con rapidità ed efficienza i possibili effetti negativi dei farmaci sullo sviluppo del cuore. I ricercatori hanno infatti esposto le cellule in corso di differenziazione alla talidomide, un farmaco noto per causare gravi difetti alla nascita. Alle normali dosi terapeutiche, il farmaco ha portato allo sviluppo anormale delle microcamere, che sono risultate di dimensioni ridotte, e a problemi di contrazione muscolare con ritmi del battito ridotti rispetto al normale.

Negli Stati Uniti, spiegano i ricercatori, ogni anno, fino a 280.000 donne in gravidanza sono esposte a farmaci che potrebbero indurre un danno fetale, e i difetti alla nascita più frequenti sono proprio quelli che riguardano il cuore.

Fonte: LeScienze.it