Perché le staminali possono riparare il cuore. Il potere rigenerativo delle cellule staminali usate a scopo terapeutico non sta nella loro capacità di differenziarsi, ma nella stimolazione del sistema immunitario. La scoperta è di un nuovo studio che potrebbe riorientare tutta la ricerca di questo settore.
I biologi hanno scoperto il meccanismo grazie cui le terapie con cellule staminali migliorano la funzione cardiaca. Lavorando coi topi, un gruppo di ricercatori ha scoperto che le cellule inducono una risposta immunitaria che migliora la funzione dell’organo e hanno anche scoperto come riprodurre questa riparazione con una sostanza chimica.
Le terapie con cellule staminali per i cuori che hanno subito un danno hanno mostrato alcuni miglioramenti a breve termine negli animali, ma l’effetto sugli esseri umani si è rivelato limitato. Inizialmente, gli scienziati hanno ipotizzato che i benefici nei topi derivassero dalle cellule staminali che si differenziano in cellule del muscolo cardiaco, chiamate cardiomiociti. Ma studi successivi, tra cui uno di Jeffery Molkentin, biologo cardiovascolare presso il Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, in Ohio, hanno dimostrato che in realtà le cellule non subiscono questa trasformazione.
Il gruppo di Molkentin riferisce ora su “Nature” che due comuni terapie con cellule staminali attivano le cellule immunitarie chiamate macrofagi che aiutano a riparare il tessuto connettivo nell’area danneggiata del cuore, migliorandone la funzione. Il team ha dimostrato che questo meccanismo di riparazione può essere ottenuto anche usando una sostanza chimica chiamata zymosan, già nota per la sua capacità d’indurre una risposta immunitaria.
I risultati potrebbero avere implicazioni significative per il futuro delle terapie con cellule staminali sugli esseri umani, un’industria da molti miliardi di dollari. Le cliniche in alcuni paesi offrono già terapie con staminali per le malattie cardiache, che rappresentano la principale causa di morte in tutto il mondo, con circa 17 milioni di decessi all’anno. Ma ci sono prove limitate del loro funzionamento. Molti scienziati inoltre non pensano più che le cellule utilizzate in tali terapie siano vere staminali perché non possono autorinnovarsi, ma il termine “terapia con cellule staminali” è ancora ampiamente utilizzato da aziende e cliniche che offrono questi trattamenti.
Cambiare ritmo
Il gruppo di Molkentin ha iniettato due tipi di cellule usate in queste terapie nelle aree danneggiate del cuore di topi che erano stati temporaneamente privati dell’ossigeno, riproducendo le condizioni di un infarto. Il primo tipo erano cellule mononucleate prelevate dal midollo osseo, che sono tra le più comunemente utilizzate negli studi clinici su esseri umani con terapie con cellule staminali; l’altro tipo erano cellule mesenchimali cardiache. I ricercatori hanno scoperto che la funzione cardiaca dei topi che avevano ricevuto le iniezioni di cellule era significativamente migliore di quella dei topi trattati con un placebo.
Ma il gruppo ha scoperto anche che i topi che avevano ricevuto terapie con cellule staminali non avevano ottenuto risultati migliori di quelli dei topi a cui era stato somministrato il farmaco zymosan. Inoltre, lo zymosan ha mantenuto il suo effetto più a lungo delle terapie con le staminali.
Per verificare ulteriormente la teoria secondo cui la terapia trae la sua efficacia da una risposta immunitaria, il team ha iniettato frammenti di cellule morte in alcuni topi e ha scoperto che anche questo intervento è in grado di migliorare la funzione cardiaca. Lo studio “suggerisce che non è nemmeno necessario iniettare cellule viventi”, afferma Molkentin. In altri esperimenti, i ricercatori hanno soppresso l’attività dei macrofagi in alcuni topi. In questi casi, il processo di riparazione non si è verificato né nei topi che hanno ricevuto le cellule staminali né in quelli che hanno ricevuto zymosan.
Provocare una risposta
Lo studio è importante perché mostra chiaramente che l’infiammazione innescata dal sistema immunitario è alla base del meccanismo di riparazione, afferma Thomas Thum, cardiologo della Facoltà di medicina di Hannover in Germania. Molkentin dichiara che i risultati potrebbero applicarsi anche alle terapie con cellule staminali utilizzate per altre condizioni. Qualsiasi beneficio derivato da queste cellule proviene probabilmente da una risposta immunitaria locale e acuta piuttosto che dalla capacità rigenerativa delle cellule stesse, dice. Kory Lavine, immunologo e cardiologo esperto d’insufficienza cardiaca dell’università di Washington a St Louis, afferma che lo studio probabilmente sfiderà i ricercatori che stanno portando avanti trattamenti con cellule staminali per condizioni che vanno dall’osteoartrosi alle malattie neurodegenerative a concentrarsi sul ruolo delle cellule immunitarie nel corpo, invece che sul potere della terapia.
Le vere cellule staminali possono ancora essere preziose nel trattamento delle malattie cardiovascolari, affermano alcuni scienziati. I ricercatori dell’Università di Washington a Seattle hanno dimostrato che i cardiomiociti derivati da cellule staminali embrionali umane possono aiutare a ricostruire il muscolo cardiaco nelle scimmie con insufficienza cardiaca3.
Un altro motivo che potrebbe distogliere l’attenzione dalle terapie con cellule staminali è che sono costose da generare e richiedono un’approvazione delle agenzie regolatorie. “Una sostanza chimica pronta all’uso, se esistesse, sarebbe una terapia molto più pratica”, afferma Lavine.
(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Nature” il 27 novembre 2019. Traduzione ed editing a cura di Le Scienze. Riproduzione autorizzata, tutti i diritti riservati.)
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