In che modo il tessuto cardiaco danneggiato a seguito di un infarto può essere trattato al meglio con cellule muscolari sostitutive? Un team di ricerca sotto la supervisione dell'Università di Bonn riporta un metodo innovativo:le cellule di sostituzione muscolare per assumere la funzione del tessuto danneggiato vengono caricate con nanoparticelle magnetiche. Queste cellule caricate di nanoparticelle vengono quindi iniettate nel muscolo cardiaco danneggiato e tenute in posizione da un magnete, inducendo le cellule ad attecchire meglio sul tessuto esistente. Utilizzando un modello di topo, gli scienziati mostrano che questo porta ad un significativo miglioramento della funzione cardiaca. I risultati sono pubblicati online in Biomateriali .

Durante un attacco di cuore, i coaguli di solito portano a problemi circolatori persistenti in parti del muscolo cardiaco, causando la morte delle cellule del muscolo cardiaco. Sono stati fatti tentativi per rivitalizzare il tessuto cardiaco danneggiato con cellule sostitutive, anche se nessuno ha avuto successo. "La maggior parte delle cellule viene espulsa dal canale di puntura durante l'iniezione a causa dell'azione di pompaggio del cuore che batte, " spiega il Prof. Dr. Wilhelm Röll del Dipartimento di Cardiochirurgia dell'Ospedale Universitario di Bonn. Pertanto, solo poche cellule di riserva rimangono nel muscolo cardiaco, il che significa che la riparazione è limitata.

Con un team interdisciplinare, Il prof. Röll ha testato un approccio innovativo per garantire che le cellule sostitutive iniettate rimangano nella posizione desiderata e si innestino nel tessuto cardiaco. Gli esperimenti sono stati eseguiti su topi che avevano precedentemente subito un attacco di cuore. Per seguire al meglio la sostituzione del muscolo cardiaco, i ricercatori hanno utilizzato cellule che esprimono EGFP ottenute da cuori fetali di topo o cellule staminali di topo. Queste cellule muscolari fluorescenti sono state caricate con minuscole nanoparticelle magnetiche e iniettate attraverso una sottile cannula nel tessuto cardiaco danneggiato dei topi.

In alcuni dei roditori trattati in questo modo, un magnete posto a una distanza di pochi millimetri dalla superficie del cuore assicurava che gran parte delle cellule sostitutive caricate di nanoparticelle rimanesse nella posizione desiderata. "Senza un magnete, circa un quarto delle cellule aggiunte è rimasto nel tessuto cardiaco; con un magnete, circa il 60 per cento di loro è rimasto sul posto, " riferisce la dott.ssa Annika Ottersbach. Dieci minuti sotto il campo magnetico sono stati sufficienti per mantenere una percentuale significativa di cellule muscolari caricate di nanoparticelle nel sito bersaglio. Anche giorni dopo la procedura, le cellule iniettate sono rimaste al loro posto e si sono progressivamente attaccate al tessuto esistente.

"Questo è sorprendente, soprattutto perché il tessuto infartuale è relativamente poco fornito a causa della scarsa perfusione, " dice il Prof. Röll. Sotto l'influenza del magnete, la sostituzione un minor numero di cellule muscolari è morto, meglio innestata e più moltiplicata. I ricercatori hanno studiato le ragioni della migliore crescita, scoprendo che queste cellule del muscolo cardiaco impiantate erano più dense e potevano sopravvivere meglio grazie all'interazione cellula-cellula più intensa. Inoltre, l'attività genica di molte funzioni di sopravvivenza, come per la respirazione cellulare, era più alto che senza un magnete in queste celle di ricambio.

I ricercatori hanno anche dimostrato che la funzione cardiaca è notevolmente migliorata nei topi trattati con cellule muscolari nanoparticelle in combinazione con un magnete. "Dopo due settimane, sono sopravvissute sette volte più cellule muscolari sostitutive, e dopo due mesi, quattro volte di più rispetto alla tecnologia di impianto convenzionale, " riferisce il Prof. Röll. Data la durata della vita dei topi di un massimo di due anni, questo è un effetto sorprendentemente duraturo.