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I ricercatori scoprono il nuovo obiettivo per la riparazione del cuore dopo attacco di cuore

Miliardi di celle di muscolo cardiaco sono persi durante l'attacco di cuore. Il cuore umano non può riempire queste celle perse, in modo dal meccanismo di standard della riparazione è di formare una cicatrice cardiaca.

Mentre questa cicatrice funziona bene inizialmente per evitare la rottura ventricolare, la cicatrice è permanente, in modo da finalmente piombo ad infarto ed il cuore non potrà pompare efficientemente quanto prima a memoria dell'attacco causato danno.

Zebrafish, un nativo del pesce di acqua dolce ad Asia del Sud, è conosciuto per potere completamente rigenerare il suo cuore dopo che il danno dovuto la formazione di cicatrice temporanea come nuove celle di muscolo cardiaco è formato.

Il professor Paul Riley ed il suo gruppo all'università di Oxford sta sforzando di capire e confrontare la composizione della cicatrice cardiaca in animali differenti come componente degli sforzi in corso per studiare se potesse essere modulata per trasformarsi in in una cicatrice più transitoria come quella degli zebrafish e quindi potenzialmente evita l'infarto nei pazienti di attacco di cuore.

Per agire in tal modo, i ricercatori hanno usato tre modelli differenti di studio l'intervento di cardiochirurgia e della rigenerazione; il cuore adulto del mouse, che si comporta in un simile modo al cuore umano, il cuore del mouse del neonato, che può rigenerare i fino a 7 giorni dopo essere stato sopportato prima che perdere quell'abilità come il mouse invecchi e gli zebrafish che possono rigenerare il cuore fino all'età adulta through formando una cicatrice transitoria.

Il professor Paul Riley ha detto:

Gli sforzi per trattare l'attacco di cuore con le strategie della sostituzione delle cellule fin qui in gran parte sono venuto a mancare con i risultati deludenti di test clinico. Una ragione per questa è l'ambiente locale in cui le nuove celle emergono: una miscela citotossica di infiammazione e di fibrosi che impedisce il loro innesto ed integrazione con il tessuto superstite a del cuore.

Di conseguenza c'è una necessità clinica insoddisfatta urgente di condizionare l'ambiente locale di lesione per la sostituzione efficiente del tessuto perso. Gli obiettivi importanti per questo sono le celle immuni che invadono il cuore dopo la lesione che causa l'infiammazione ed il trattamento di formazione della cicatrice stesso (fibrosi) durante cui le celle immuni segnalano ai myofibroblasts per depositare il collageno.„

Il gruppo ha concentrato i loro sforzi sullo studio del comportamento dei macrofagi, celle connesse normalmente con infiammazione e sul combattimento dell'infezione nell'organismo, una volta esposto ai tre ambienti di post-lesione. Hanno estratto i macrofagi da ogni modello per esaminare la loro espressione genica.

Sia nei macrofagi del pesce che del mouse, hanno trovato che erano dare segni direttamente della coinvoluzione nella creazione delle molecole che fanno parte della cicatrice cardiaca e specialmente collageno, che è la proteina principale in questione.

Il ricercatore di transizione di BHF CRE ed il Dott. intermedi Filipa Simões del ricercatore del cavo hanno detto che “questi informazioni sono importanti ed abbastanza notevoli perché fino a oggi, solo i myofibroblasts cardiaci sono stati implicati direttamente nella formazione della cicatrice nel cuore.„

“Più a fondo studiare se i macrofagi in effetti direttamente stavano contribuendo alla cicatrice, abbiamo trapiantato questi macrofagi sia nei cuori del mouse che del pesce che precedentemente erano stati danneggiati, dove i collagens sono stati etichettati con proteina fluorescente verde (GFP) come modo di tenere la carreggiata l'espressione genica.

“Abbiamo guardato più successivamente 3 settimane, il punto di tempo in cui la cicatrice è stata depositata e molto siamo stati sorpresi vedere che la parte della cicatrice formata era verde in sua composizione, che realmente ha indicato che i macrofagi inscatolano i collagens del upregulate, li esportano verso la matrice extracellulare e depositano nella cicatrice.„

“Abbiamo identificato un nuovo ruolo evolutionarily conservato per i macrofagi che realmente sta sfidando il dogma corrente che i myofibroblasts sono le sole celle che contribuiscono alla cicatrice cardiaca, quello che crediamo potremmo anche applicarci al cuore umano.„

“Efficacemente riparare il cuore, in via generale avete bisogno di due cose: uno, dovete modulare la cicatrice permanente in una cicatrice transitoria ed in due, dovete riempire tutti i celle di muscolo del cuore e vasi sanguigni che sono stati persi con la lesione.

“Il nostro studio contribuisce ad indirizzare la prima parte del problema mentre abbiamo identificato i macrofagi come nuovo giocatore nel deposito della cicatrice. Tuttavia, prima che possiamo muoverci verso i test clinici ed aiutare i pazienti di attacco di cuore, dobbiamo effettuare la ricerca di base più fondamentale per provare e profondamente capire il meccanismo da cui i macrofagi possono contribuire alla cicatrice.„

Lo studio è costituito un fondo per dalle fondamenta britanniche del cuore (BHF). Il professor Jeremy Pearson, associa Direttore medico al BHF, ha detto: “I nostri cuori lottano per ripararsi che seguono il danno causato da un attacco di cuore. Ciò può piombo ad infarto, uno stato incurabile con i tassi di sopravvivenza peggiori che molti cancri. Dobbiamo urgentemente trovare i modi riparare il cuore quando ha danneggiato.

“I macrofagi sono una parte importante di nostro sistema immunitario, eliminante le celle morte e di morti e contribuente a riparare il tessuto nocivo. Indicando che i macrofagi producono il collageno, una parte fondamentale di tessuto della cicatrice, questa ricerca potrebbe piombo ai nuovi modi migliorare la riparazione dopo un attacco di cuore.„

Source:
Journal reference:

Simões, F. C. et al. (2020) Macrophages directly contribute collagen to scar formation during zebrafish heart regeneration and mouse heart repair. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-14263-2.