La fibrillazione atriale è un battito cardiaco irregolare e spesso accelerato che interessa circa 60 million di persone nel mondo. Da oltre 30 years non sono arrivate nuove terapie per i pazienti, in parte perché mancavano modelli umani adeguati per studiare i meccanismi della malattia. Per colmare questa lacuna, un gruppo della Michigan State University ha sviluppato organoidi cardiaci tridimensionali, grandi più o meno come una lenticchia, che battono ritmicamente e presentano camere simili a ventricoli e atri oltre a una rete vascolare con arterie, vene e capillari.
Queste strutture sono ottenute da cellule staminali umane donate. Nel lavoro avviato nel 2020 sotto la guida di Aitor Aguirre, e con il contributo dello studente medico-scienziato Colin O’Hern, gli organoidi sono stati integrati con cellule immunitarie, inclusi macrofagi e altre cellule immunitarie innate a lunga durata. I ricercatori hanno indotto infiammazione negli organoidi e hanno osservato battiti irregolari simili alla fibrillazione atriale; dopo la somministrazione di un farmaco antiinfiammatorio il ritmo si è parzialmente normalizzato, confermando il ruolo dell'infiammazione nel provocare aritmie.
Il gruppo ha anche messo a punto un metodo per invecchiare gli organoidi fino a farli somigliare a cuori adulti e ha rilevato che le cellule immunitarie guidano lo sviluppo e il ritmo cardiaco, un risultato che aiuta a spiegare alcune origini dei difetti cardiaci congeniti. I ricercatori collaborano ora con partner farmaceutici e biotecnologici per testare composti sull'aritmia e sulla sicurezza cardiaca; il lavoro, pubblicato su Cell Stem Cell, coinvolge contributori di MSU e Washington University ed è finanziato da National Institutes of Health, National Science Foundation, Corewell Health e diverse fondazioni e associazioni.
A lungo termine, la visione è sviluppare modelli cardiaci personalizzati derivati dalle cellule dei pazienti per la medicina di precisione e, un giorno, generare tessuti cardiaci pronti per il trapianto.
Parole difficili
- fibrillazione atriale — battito cardiaco irregolare e spesso accelerato
- organoide cardiaco — piccola struttura che imita il cuore umanoorganoidi cardiaci tridimensionali, organoidi
- cellula staminale — cellule che possono trasformarsi in altri tipicellule staminali
- infiammazione — risposta del corpo a danno o infezione
- macrofago — cellula del sistema immunitario che mangia agentimacrofagi
- aritmia — alterazione del ritmo normale del cuorearitmie
- medicina di precisione — cura basata sulle caratteristiche individuali del paziente
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Domande di discussione
- In che modo i modelli di organoidi cardiaci potrebbero cambiare lo sviluppo dei farmaci?
- Quali problemi etici o pratici potrebbero sorgere usando cellule dei pazienti per modelli personalizzati?
- Come potrebbe l'evidenza del ruolo dell'infiammazione nelle aritmie influenzare le terapie future?
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