Le patologie cardiache come ipertrofia e infarto rappresentano la causa di morte più frequente per gli esseri umani. Diversi gruppi di ricerca nel mondo studiano i meccanismi cellulari, genetici e molecolari alla base dell’insorgenza delle malattie cardiovascolari, allo scopo di trovare terapie efficaci e mirate sui singoli pazienti. In questo contesto, lo studio di modelli animali alternativi all’uomo e capaci di mettere in atto strategie di riparazione dei tessuti cardiaci, possono insegnarci quali di questi meccanismi sono efficaci, per poi riproporli in ambito umano. Uno di questi sistemi modello da venti anni per lo studio della biologia cellulare e dello sviluppo cardiaco, è il pesce zebra (zebrafish, Brachidanio rerio).
Il gruppo di ricerca di K. Poss della Duke University School of Medicine (USA) già nel 2002 evidenziò che le cellule epiteliali che rivestono il cuore del pesce zebra, hanno la capacità di stimolare e guidare la rigenerazione di questo dopo una amputazione del 20% della porzione ventricolare cardiaca.
Il gruppo di ricerca del Laboratorio di Anatomia Funzionale e Biologia dello Sviluppo del Dipartimento di Scienze Ecologiche e Biologiche dell’Università degli Studi della Tuscia, guidato da Nicla Romano, studia l’argomento da più di dieci anni. Grazie alla collaborazione con l’Università di Pittsburgh (M. Tsang) e dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma (prof. C. Sette e dott. D. Bonvissuto), il gruppo di ricerca della Tuscia ha scoperto che, in conseguenza della lesione, la componente epiteliale del cuore (epicardio/endocardio) ed il miocardio (la componente muscolare) sono stimolati a perdere la loro differenziazione ed a tornare “staminali” per proliferare e riparare il cuore, grazie alla modificazione dei livelli di alcuni piccoli acidi nucleici regolatori, detti microRNA.
In particolare, è stato dimostrato che l’epicardio è in grado di migrare verso il sito di lesione grazie alla presenza di “piste chimiche” presenti nel tessuto connettivo del cuore, sotto la stimolazione di fattori di crescita emessi dalle cellule del tessuto connettivo vicino al punto di lesione. Partendo da questa osservazione, il gruppo della professoressa Romano ha messo a punto un cocktail di fattori di crescita che è in grado di indurre la rigenerazione di un cuore di pesce zebra anche fuori dal corpo, quindi in assenza di sistema circolatorio. Le ricerche, pubblicate su importanti riviste internazionali del settore quali Cell Death Discovery e Cell Death & Disease del gruppo Nature Publishing, hanno dimostrato che l’ambiente esterno alle cellule cardiache (detta matrice extracellulare o ECM) è in grado di guidare la riparazione del cuore e può essere considerata la chiave per guidare la rigenerazione cardiaca anche nell’uomo. Il gruppo di ricerca quindi si sta attualmente focalizzando sulla produzione di un dispositivo liquido in grado di controllare la rigenerazione e la corretta omeostasi del tessuto cardiaco.
