Quando hai un attacco di cuore, una parte del tuo cuore muore. Le cellule nervose della parete del cuore e una classe speciale di cellule che si espandono e si contraggono spontaneamente, mantenendo il cuore che batte in perfetta sincronia, sono perse per sempre. I chirurghi non possono riparare l'area interessata. È come se di fronte a una strada piena di buche, abbandoni quello che c'è e costruisci invece una nuova strada.

Inutile dire, questo è un modo grossolanamente inefficiente per trattare probabilmente il singolo organo più importante del corpo umano. L'approccio migliore sarebbe capire come rianimare l'area morta, e in questa ricerca, un gruppo di ricercatori della Brown University e in India potrebbe avere una risposta.

Gli scienziati si sono rivolti alla nanotecnologia. In un laboratorio, hanno costruito una struttura simile a un'impalcatura composta da nanofibre di carbonio e un polimero approvato dal governo. I test hanno mostrato che il nanopatch sintetico ha rigenerato le cellule del tessuto cardiaco naturale – chiamate cardiomiociti – così come i neuroni. In breve, i test hanno mostrato che una regione morta del cuore può essere riportata in vita.

"L'intera idea è mettere qualcosa dove il tessuto morto è per aiutare a rigenerarlo, in modo che alla fine tu abbia un cuore sano, " ha detto David Stout, uno studente laureato presso la School of Engineering di Brown e l'autore principale dell'articolo pubblicato in Acta Biomaterialia .

L'approccio, in caso di successo, aiuterebbe milioni di persone. Nel 2009, circa 785, 000 americani hanno subito un nuovo infarto legato alla debolezza causata dal muscolo cardiaco sfregiato da un precedente infarto, secondo l'American Heart Association. Altrettanto minacciosamente, un terzo delle donne e un quinto degli uomini che hanno avuto un infarto ne avrà un altro entro sei anni, i ricercatori hanno aggiunto, citando l'American Heart Association.

La particolarità degli esperimenti alla Brown e all'India Institute of Technology Kanpur sono gli ingegneri che hanno impiegato nanofibre di carbonio, tubi elicoidali con diametri compresi tra 60 e 200 nanometri. Le nanofibre di carbonio funzionano bene perché sono ottimi conduttori di elettroni, eseguire il tipo di collegamenti elettrici su cui il cuore fa affidamento per mantenere un battito costante. I ricercatori hanno cucito insieme le nanofibre utilizzando un polimero di acido polilattico-co-glicolico per formare una maglia lunga circa 22 millimetri e spessa 15 micron e simile a "un cerotto nero, " Ha detto Stout. Hanno posato la rete su un substrato di vetro per testare se i cardiomiociti avrebbero colonizzato la superficie e fatto crescere più cellule.

Nei test con le nanofibre di carbonio da 200 nanometri di diametro seminate con cardiomiociti, cinque volte più cellule del tessuto cardiaco hanno colonizzato la superficie dopo quattro ore rispetto a un campione di controllo costituito dal solo polimero. Dopo cinque giorni, la densità della superficie era sei volte maggiore del campione di controllo, hanno riferito i ricercatori. Anche la densità dei neuroni era raddoppiata dopo quattro giorni, hanno aggiunto.

Il ponteggio funziona perché è elastico e resistente, e può quindi espandersi e contrarsi in modo molto simile al tessuto cardiaco, disse Thomas Webster, professore associato in ingegneria e ortopedia alla Brown e l'autore corrispondente sull'articolo. È a causa di queste proprietà e delle nanofibre di carbonio che i cardiomiociti e i neuroni si riuniscono sull'impalcatura e generano nuove cellule, in pratica rigenerando l'area.

Gli scienziati vogliono modificare lo schema dell'impalcatura per imitare meglio la corrente elettrica del cuore, oltre a costruire un modello in vitro per testare come il materiale reagisce alla tensione del cuore e al ritmo del battito. Vogliono anche assicurarsi che i cardiomiociti che crescono sugli scaffold siano dotati delle stesse capacità delle altre cellule del tessuto cardiaco.