Come ripristinare i tessuti cardiaci dopo l’infarto: ce lo insegna un pesce!

Gli Attinopterigi noti come “tetri messicani” (Astyanax mexicanus) potrebbero essere definiti supereroi della medicina. Queste creature che vivono nelle acque dolci del Messico e degli USA meridionali sono note per alcune loro “supercaratteristiche”.

In primo luogo, alcune popolazioni di tetri che per lungo tempo hanno vissuto in profonde grotte senza luce hanno perso non solo la vista ma anche gli occhi. Di recente, i genetisti hanno spiegato quali meccanismi sono alla base di questo processo e sono intenzionati ad impiegare queste conoscenze per studiare diverse patologie della vista che interessano gli umani.

In secondo luogo, nei geni del tetro sono state individuate mutazioni che rivelerebbero la natura della voracità e dell'obesità nonché una mutazione legata all'"insulina" che potrebbe contribuire a creare nuovi metodi per regolare il livello di glucosio nel sangue.

Ma il "potenziale medico" di questa sorprendente creatura non si ferma qui. Il tetro non è di certo un pesce rosso (anzi, restando nelle grotte con il tempo è diventato completamente albino), ma almeno ha esaudito un altro desiderio dei ricercatori. In particolare, ha svelato il segreto della rigenerazione dei tessuti cardiaci.

Durante un nuovo studio gli esperti della British Heart Foundation e dell'Università di Oxford hanno scoperto quali geni aiutino il tetro a ripristinare il proprio cuore dopo un trauma.

I ricercatori sostengono che circa 1,5 milioni di anni fa nella zona settentrionale del Messico in cui vivevano i tetri fossero frequenti le inondazioni. Le acque fluviali periodicamente allagavano le grotte e i pesci venivano trasportati verso "zone tetre e scure". Una volta terminate le inondazioni, parte dei pesci rimase nelle grotte poiché si era adattata alle nuove condizioni. Gli altri pesci continuarono, invece, a godere dei vantaggi della vita fluviale. Questi disponevano di luce e cibo a sufficienza, dunque non presentano mutazioni legate a vista o alimentazione.

Ma la variante "classica" dell'Astyanax mexicanus ha conservato un'altra caratteristica che con il tempo i pesci delle grotte hanno perso. Ovvero la ricostruzione automatica del cuore che permette il ripristino di tutte le funzionalità più importanti di quest'organo.

Gli esperti hanno deciso di comparare le particolarità genetiche delle diverse varietà di questa specie per capire quali meccanismi siano responsabili del ripristino dei tessuti cardiaci. Hanno, dunque, scoperto tre aree del genoma che svolgono un ruolo chiave in questi processi.

Poi i ricercatori hanno comparato l'attività dei geni dei tetri di fiume e di grotta durante il processo di ripristino cardiaco in seguito a un trauma. Li hanno imitati dopo aver eliminato durante l'operazione una parte del ventricolo. Dopo questa rimozione i tetri fluviali hanno completamente ripristinato i tessuti danneggiati in 60 giorni, mentre nei tetri di grotta si è formata la classica cicatrice.

Gli autori dello studio hanno scoperto due geni che sono stati particolarmente attivi durante il processo di ripristino dei tessuti nelle specie fluviali dell'Astyanax mexicanus. Si tratta del gene LRRC10 e del cosiddetto gene caveolino. Il primo è legato alla patologia cardiaca nota come cardiomiopatia. Il secondo codifica le proteine responsabili della creazione delle caveole, particolari membrane formate da molte cellule, in particolare endoteliali, che ricoprono la superficie interna dei vasi sanguigni.

Gli esperti hanno concluso che nel processo in esame il ruolo maggiore è stato svolto dal gene LRRC10.

In seguito, gli esperti hanno condotto dei test con un altro organismo, il danio rerio. Anche questo pesce è in grado di ripristinare autonomamente il proprio cuore. Dopo che gli scienziati hanno introdotto nella creatura il gene LRRC10, questa ha perso del tutto la capacità di ripristinare i tessuti cardiaci.

I ricercatori sono convinti che i nuovi dati saranno utili per la cura di pazienti che soffrono di insufficienza cardiaca dovuta principalmente a infarti. Ricordiamo che durante un attacco cardiaco parte del miocardio viene meno a causa dell'insufficienza sanguigna. Gli umani non sono in grado di ripristinare i tessuti danneggiati, dunque parte dei tessuti cardiaci in questi pazienti viene sostituita da cicatrici. Per questo, il cuore non riesce a funzionare come dovrebbe e l'intera circolazione sanguigna nel corpo ne risente. I medici sperano che lo studio di questi due geni importantissimi ci aiuterà a trovare nuove modalità di rigenerare il miocardio. Questo migliorerebbe le condizioni di salute di molti pazienti e forse in alcuni casi permetterebbe di evitare i trapianti di cuore.

Secondo i ricercatori probabilmente il segreto del tetro messicano consiste nel fatto che i loro geni in qualche modo reprimono la normale risposta immunitaria che garantisce la formazione del tessuto cicatriziale. E dopo viene avviato il processo rigenerativo del tessuto cardiaco.

Ora il gruppo di esperti intende determinare come poter impiegare meccanismi analoghi per curare il cuore umano. Inoltre, gli scienziati prevedono di occuparsi della ricerca di geni simili che potrebbero essere attivati duranti i processi rigenerativi.

L'articolo scientifico che descrive nel dettaglio lo studio è stato pubblicato sulla rivista Cell Reports.

A tal proposito, in passato i genetisti hanno creato un test volto a determinare il rischio di insorgenza di infarto a qualunque età e una nuova terapia per curare i pazienti colpiti da attacco di cuore. Inoltre, gli autori del progetto Vesti.Nauka (nauka.vesti.ru) hanno comunicato di aver scoperto un gene che ridurrebbe il rischio d'infarto di un terzo.