Un cerotto fatto di muscolo per riparare i danni dell’infarto

Innovazione

Un cerotto fatto di muscolo per riparare i danni dell’infarto

È una “pezza” di 16 cm quadrati fatta di tessuto cardiaco ottenuto in laboratorio
redazione

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Le attuali terapie dell’infarto puntano a ridurre i sintomi dovuti al danno che ha subito il cuore. Il nuovo dispositivo invece permetterebbe di sostituire la parte del cuore danneggiata con un tessuto perfettamente funzionante

In futuro sarà possibile riparare il cuore con un cerotto. Ma è un cerotto particolare quello messo a punto dai bioingegneri  della Duke University: una copia artificiale del muscolo cardiaco applicabile sul tessuto danneggiato da un infarto. Il dispositivo, descritto su Nature Communications, è stato per ora testato sui topi con risultati incoraggianti. La “pezza riparatrice”, (16 centimetri di diametro) una volta impiegata negli esseri umani, inaugurerebbe una nuova strategia di cura post-infarto. 

«Le attuali terapie puntano a ridurre i sintomi dovuti al danno che ha subito il cuore - dice lya Shadrin, principlae autore dello studio - ma non si è riusciti a sostituire il tessuto perduto perché questo una volta morto non può ricrescere da solo». Il nuovo dispositivo invece permetterebbe di sostituire la parte del cuore danneggiata con un tessuto perfettamente compatibile prodotto al di fuori dell’organismo.  In questo modo ogni parte del cuore tornerebbe a funzionare evitando una delle più frequenti conseguenze di un infarto, ossia lo scompenso cardiaco. 

I vantaggi del cerotto sono numerosi: rimane in attività a lungo, produce contrazioni muscolari e trasmette i segnali elettrici del cuore. Insomma funziona come un cuore vero e proprio. Ma fa dell’altro. Questi cerotti rilasciano sostanze come enzimi e fattori di crescita che aiutano il recupero dei tessuti danneggiati ma non ancora morti. 

Realizzare un dispositivo con queste caratteristiche non è stato facile. Bisognava che fosse largo abbastanza da ricoprire l’intera parte danneggiata, resistente e dotato di un’attività elettrica uguale a quella del cuore originale, altrimenti avrebbe potuto provocare delle aritmie.  

La materia prima per la realizzazione del cerotto sono state le cellule staminale umane pluripotenti, sia embrionali che adulte. Da queste cellule sono stati ricavati gli altri “mattoni” necessari alla costruzione del cuore artificiale: i cardiomiociti, le cellule responsabili della contrazione del muscolo, fibroblasti incaricati di costruire il tessuto connettivo cardiaco, le cellule dell’endotelio e quelle del muscolo, quelle che formano i vasi sanguigni. Una volta ottenuti tutti gli ingredienti, i ricercatori li hanno inseriti, ognuno secondo le dosi previste, in una miscela gelatinosa dove sono stati lasciati liberi di crescere e trasformarsi in tessuto cardiaco. Ci sono voluti anni di tentativi per arrivare alla ricetta perfetta.

La svolta è arrivata quando i ricercatori hanno compreso che per avere risultati migliori bisognava far dondolare i contenitori con la miscela di cellule in coltura. Dai primi cerotti di piccole dimensioni, da uno a quattro centimetri quadrati, si è passati a dispostivi larghi 16 centimetri quadrati e dallo spessore consistente. Gli esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che il cerotto funzionava alla perfezione, mimando in tutto e per tutto l’attività di un cuore vero. Gli ingegneri della Duke University hanno già dimostrato sui topi che i cerotti, una volta volta impiantati, entrano in funzione, si mantengono in attività e vengono vascolarizzati. 

Per avere gli stessi risultati sugli esseri umani però il cerotto deve essere più spesso, il che significa che il processo di vascolarizzazione del tessuto diventa più complesso. Le cellule interne devono ricevere ossigeno e nutrienti a sufficienza. Inoltre i ricercatori dovranno trovare il modo di integrare il tessuto artificiale con quello umano. 

«La completa aderenza  è davvero importante, non solo per migliorare il pompaggio meccanico del cuore, ma per assicurare la regolare diffusione delle onde elettriche e ridurre al minimo il rischio di aritmie - spiegano i ricercatori - Stiamo lavorando attivamente su questo fronte».