Scienziati coltivano pacemaker cellulari all'interno di cuori di animali
I ricercatori hanno scoperto che riprogrammando le cellule nei cuori di maiale, è possibile regolare il ritmo cardiaco senza un pacemaker meccanico. Con ulteriori sviluppi e studi umani, è possibile che per alcune persone questa semplice tecnica possa integrare o addirittura sostituire un pacemaker.
In uno studio pubblicato all'inizio di questa settimana in Science Translational Medicine, i ricercatori del Cedars-Sinai Heart Institute di Los Angeles hanno riportato i risultati di una dozzina di anni di studio sui pacemaker biologici. Sebbene il primo studio clinico sull'uomo sia a circa tre anni di distanza, questo studio sugli animali rappresenta un passo importante verso i trattamenti biologici per i disturbi del ritmo cardiaco.
pubblicitàPubblicitàI pacemaker impiantati chirurgicamente sono usati per trattare aritmie, o battiti cardiaci irregolari, e negli Stati Uniti, quasi 300.000 persone ricevono un pacemaker ogni anno. Un dispositivo di pacemaker impiantato comporta diversi rischi di effetti collaterali, come infezioni, sanguinamento e lividi. I pacemaker devono essere rimossi chirurgicamente ogni tanto per sostituire le loro batterie.
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" I problemi con i pacemaker elettronici comprendono malfunzionamenti dovuti a hardware, infezioni, [e] mancanza di risposta fisiologica all'esercizio ", ha affermato autore Dr. Eugenio Cingolani, direttore della Cardiogenetics-Familial Arrhythmia Clinic at Cedars-Sinai. "Inoltre, rappresentano un problema nella popolazione pediatrica, che richiede più cambi di generatore a causa dello sviluppo, [o] della crescita", ha affermato. Con un pacemaker biologico, alcune di queste complicanze potrebbero non essere un problema.
Dei miliardi di cellule nel cuore, solo 10.000 sono cellule senoatriale o "pacemaker". Un gene chiamato T-box 18 (TBX18) fa naturalmente battere le cellule del nodo seno-atriale.
I ricercatori hanno studiato 12 maiali con una condizione nota come "blocco cardiaco completo", in cui i messaggi dal nodo seno-atriale non possono raggiungere il resto del cuore. TBX18 è stato iniettato in sette cuori dei maiali e ha riprogrammato le normali cellule cardiache in cellule di pacemaker biologico che potrebbero fare il lavoro delle cellule del nodo senoatriale bloccate.
PubblicitàPubblicità"TBX18 è un singolo gene che converte le normali cellule cardiache in cellule di pacemaker. In altre parole, ricrea le tue cellule di pacemaker ", ha detto Cingolani.
Due giorni dopo che sono stati iniettati TBX18, i cuori dei maiali hanno cominciato a battere più normalmente. Il battito cardiaco restaurato è durato per circa due settimane. I suini che hanno ricevuto TBX18 avevano una frequenza cardiaca molto più rapida rispetto ai maiali con "blocco cardiaco completo" che non erano trattati con il gene. I ricercatori non hanno notato problemi di sicurezza locali o sistemici durante lo studio.
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Cingolani ha detto che il suo team è sorpreso che un singolo gene possa convertire normali cellule cardiache funzionanti in cellule pacemaker attraverso una tecnica mini invasiva basata su catetere. Gli interventi chirurgici per impiantare pacemaker tradizionali stanno diventando meno invasivi, ma in genere richiedono incisioni sul torace.
I disturbi del ritmo cardiaco come la disfunzione del nodo del seno e il blocco cardiaco completo sono motivi comuni per cui i pazienti hanno bisogno di pacemaker, ha detto. Con ulteriori studi, è possibile che i trattamenti biologici di pacemaker possano essere utilizzati anche per altre condizioni.
PubblicitàPubblicità"Mentre il presente lavoro ha testato il pacemaker biologico in un blocco cardiaco completo, questa terapia potrebbe potenzialmente essere utilizzata per trattare altre condizioni come la malattia del nodo sinusale, il blocco cardiaco congenito, ecc.", Ha detto Cingolani.
Gli studi sulla sicurezza e sull'efficacia a più lungo termine devono essere fatti prima che le prove umane possano iniziare, ha detto Cingolani. Anche dopo gli studi clinici sull'uomo, la tecnica deve ancora essere approvata dai regolatori prima che possa essere utilizzata dai cardiologi.
Questa non è l'unica indagine sui pacemaker biologici. Altri ricercatori hanno utilizzato cellule staminali per generare cellule cardiache e, nel 2012, i ricercatori del Cedars-Sinai hanno studiato gli effetti del TBX18 sulle cavie.
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