Infarto del miocardio: un approccio innovativo per rigenerare il cuore

La dottoressa Simona Casarella, dottoranda presso il laboratorio di Anatomia Umana guidato dalla Professoressa Francesca Boccafoschi, insieme alla dottoranda Federica Ferla, si sono occupate del progetto ''Identification of laminin-binding oligopeptides in cardiac development: a possible use in functionalized dECM-based biomaterials to restore cardiac functionality in late phase of acute-Myocardial Infarction (MI)'', che ha come obiettivo quello di studiare la rigenerazione funzionale cardiaca dopo un infarto attraverso l'utilizzo di biomateriali innovativi. 

L'infarto del miocardio colpisce circa 3 milioni di persone in tutto il mondo ed è associato a fattori di rischio modificabili (per es. abitudini di vita, fumo di sigaretta, etc) e non modificabili (per es. sesso, familiarità, etc). 

Una delle principali cause è l'aterosclerosi, ovvero la formazione di placche aterosclerotiche che causano occlusione vascolare con conseguente morte cellulare in seguito alla inadeguata o assente vascolarizzazione del tessuto e necrosi dell'area danneggiata. 

Il ripristino funzionale del tessuto danneggiato o la sua sostituzione è resa complessa anche dal fatto che i cardiomiociti (cellule muscolari cardiache) mancano di capacità rigenerative. 

Le principali terapie cliniche per l'infarto includono terapie farmacologiche ed impianto del dispositivo di assistenza ventricolare (VAD), tuttavia nessuna di queste strategie è capace di restaurare il fenotipo cardiaco delle cellule ed evitare la perdita funzionale dell'area interessata.

Data l'alta incidenza della patologia e la inadeguatezza delle attuali soluzioni terapeutiche, l'ingegneria cardiovascolare è un campo di particolare interesse per la ricerca di base e traslazionale.

A tal proposito, i biomateriali, composti da materiali sintetici e/o naturali, rappresenterebbero una possibile soluzione per la  rigenerazione cardiaca. Il progetto di cui ci occupiamo mira a studiare un possibile approccio rigenerativo attraverso l'utilizzo di un idrogel iniettabile biologico che vada a stimolare meccanismi di riparazione attraverso componenti molecolari quali la matrice extracellulare (ECM) ed integrine specifiche, ovvero recettori di membrana coinvolti nell'adesione e nel differenziamento delle cellule cardiache. Perché questi componenti? ECM, integrine e altre molecole ad esse associate giocano un ruolo importante sia in condizioni fisiologiche che patologiche in ambito cardiaco. Infatti, dopo un infarto, la cicatrice fibrotica che viene a formarsi altera le comunicazioni cellule-matrice extracellulare, cambiando dunque le composizioni molecolari fisiologiche e meccaniche cardiache. Per mimare con grande approssimazione la matrice extracellulare, gli idrogel (matrici tridimensionali ad alto contenuto acquoso) sono degli ottimi candidati, vista la loro eccezionale biocompatibilità e la bassa immunogenicità. Questi, inoltre, hanno riscontrato la potenzialità di indurre meccanismi di riparazione in vari tipi di tessuto, promuovendo l'infiltrazione cellulare, soprattutto di cellule progenitrici, la neo-vascolarizzazione e il rimodellamento funzionale. Infine, gli idrogel hanno esibito risultati incoraggianti nella riparazione cardiaca sia come supporti meccanici sia come veicoli per molecole bioattive come fattori di crescita, farmaci, citochine.