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Manifestazioni di studio come le celle del tessuto della cicatrice nel cuore ferito possono essere convertite in celle di muscolo del cuore

È stimato che durante l'attacco di cuore, un miliardo celle nel cuore siano perse. Come conseguenza dell'attacco di cuore, il tessuto perso è sostituito dal tessuto della cicatrice, che può piombo ad infarto, all'aritmia ed alla morte. In un nuovo studio, i ricercatori dall'università di Tsukuba hanno indicato come le celle nel tessuto della cicatrice possono essere convertite in celle di muscolo del cuore, efficacemente rigenerando il cuore ferito.

Il cuore danneggiato degli esseri umani e dei roditori non ha egualmente la capacità di rigenerare dopo la lesione. Di conseguenza, il solo modo affinchè il cuore guarisca la ferita è di costruire un tessuto della cicatrice nell'area danneggiata. Uno scopo di lunga durata nel campo è stato di trovare un modo riprogrammare i fibroblasti, celle che producono il tessuto connettivo in una cicatrice, ai cardiomyocytes, le celle di muscolo lavoranti del cuore.

In tal modo, le celle di muscolo scoraggiate potrebbero essere sostituite, efficacemente impedendo il cuore l'entrata in infarto, una debolezza di muscolo del cuore che può piombo alla morte.

Gli studi precedenti hanno indicato che i cardiomyocytes sembrano essere costituiti direttamente dall'iniezione del virus inoffensivo che porta un insieme dei fattori di trascrizione cardiaci, proteine che determinano l'espressione dei geni di che le celle di muscolo del cuore hanno bisogno per il loro sviluppo e funzionano, nel cuore dei roditori dopo un attacco di cuore. Tuttavia, l'origine ed il significato funzionale di queste celle di muscolo formate di recente del cuore non è stata determinata inequivocabilmente ancora.

Riprogrammare cardiaco diretto tiene il grande potenziale per rigenerazione cardiaca ed il trattamento di infarto miocardico. Tuttavia, quando i fattori di trascrizione sono introdotti, i cardiomyocytes evidenti possono essere formati convertendo i fibroblasti in nuovi cardiomyocytes o fondendo i fibroblasti con i cardiomyocytes attuali. La differenza è che soltanto il precedente trattamento, che chiamiamo “riprogrammare diretto„, contribuisce significativamente a rigenerazione. In questo studio, il nostro scopo era di determinare come i nuovi cardiomyocytes sono formati quando i fattori di trascrizione cardiaci sono introdotti dopo infarto miocardico.„

Masaki Ieda, autore principale di studio ed il professor, università di Tsukuba

Per raggiungere il loro scopo, i ricercatori in primo luogo hanno generato i mouse in cui tutte le celle hanno emesso la fluorescenza rossa. Tuttavia, i mouse sono stati modificati in un modo che i fibroblasti hanno emesso la fluorescenza verde dopo il trattamento con il tamoxifene della droga. Di conseguenza quando esamina il cuore dopo il trattamento con il tamoxifene, le celle che hanno emesso sia rosse che la fluorescenza verde hanno indicato che la fusione delle cellule fra i fibroblasti e i cardiomyocytes era accaduto.

Per contro, la presenza di fluorescenza verde ha indicato che riprogrammare diretto dei fibroblasti ai cardiomyocytes aveva accaduto.

Fornito di strumenti per affrontare la loro domanda della ricerca, i ricercatori hanno usato un modello del mouse di attacco di cuore ed hanno trattato i mouse con il tamoxifene. Mentre non c'era riprogrammare diretto in un gruppo di controllo, i ricercatori hanno trovato 1-1.5% delle celle direttamente riprogrammate quando un virus che porta i fattori di trascrizione cardiaci è stato iniettato nei mouse.

Entrambi i gruppi hanno esibito la fusione minima delle cellule. Questi risultati indicano che l'itinerario principale della generazione delle celle di muscolo nuove del cuore con questo metodo è via riprogrammare i fibroblasti direttamente ai cardiomyocytes.

“Questi sono risultati notevoli che indicano che i fibroblasti possono direttamente essere riprogrammati ai cardiomyocytes. I nostri risultati dimostrano il potenziale emozionante di riprogrammare diretto come strategia per rigenerazione cardiaca dopo infarto miocardico,„ dice il professor Ieda.

Source:
Journal reference:

Isomi, M., et al. (2021) Overexpression of Gata4, Mef2c, and Tbx5 Generates Induced Cardiomyocytes Via Direct Reprogramming and Rare Fusion in the Heart. Circulation. doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.120.052799