Una nuova piattaforma per il test dei farmaci cardiovascolari
Gli attuali interventi farmacologici non riescono a fornire una cura a lungo termine per le malattie cardiovascolari e l’opzione finale per riuscire a ottenere il recupero resta solo il trapianto dell’organo. I modelli disponibili in vitro non raggiungono la complessità del tessuto vivente e, d’altro canto, i test in vivo sugli animali sollevano questioni etiche e problemi di traducibilità negli esseri umani. Il progetto TIME TO MATURE (Design and validation of a conductive polymer-based system for the functional maturation of human pluripotent stem cell derived cardiomyocytes as a platform for drug testing), finanziato dall’UE, ha sviluppato un nuovo modello in vitro che presenta caratteristiche simili al tessuto cardiaco originale utilizzabile a fine di screening farmacologico. Le cellule staminali pluripotenti umane (Human pluripotent stem cells, hPSC) rappresentano una fonte potenzialmente illimitata di cardiomiociti (CM) da impiegare a fini biofarmacologici. La scoperta delle cellule staminali pluripotenti indotte umane (Human induced pluripotent stem cells, hiPSC) permette lo sviluppo di modelli cellulari in grado di ricapitolare le caratteristiche della malattie specifiche dei singoli pazienti. Uno degli obiettivi principali dell’iniziativa TIME TO MATURE era il miglioramento del processo di differenziazione delle hPSC in CM per ottenere una popolazione omogenea di cellule mature e funzionali. Il progetto è riuscito a sviluppare e a ottimizzare un protocollo di differenziazione di CM da cinque linee diverse di hPSC a cui è seguita un’estesa profilazione genetica comprendente i marcatori per la specificazione della camera cardiaca. Questa analisi ha permesso di ottenere nuovi dati sul modo in cui viene espresso questo set di geni e sulla differenziazione delle hPSC. Soprattutto, i ricercatori hanno progettato e prodotto strumenti di biologia molecolare che permettono di indirizzare specificamente i CM derivati da hPSC verso il fato atriale o ventricolare. Il team TIME TO MATURE ha ottenuto risultati molto interessanti nella produzione di una serie di idrogel conduttivi basati su proteine che supportano la crescita e la funzione delle cellule cardiache primarie, compresi i CM derivati da hPSC. I ricercatori hanno caratterizzato ampiamente la funzionalità del nuovo idrogel su hPSC-CM a vari livelli. Lo studio delle linee di hiPSC derivate da un paziente con una forma genetica di cardiomiopatia ipertrofica ha fornito informazioni fondamentali sull’applicabilità degli idrogel per applicazioni di medicina personalizzata. In conclusione, i membri del progetto hanno scoperto che gli idrogel a base di proteine offrono nuovi substrati per gli studi basati sui CM. Molto interessante è il fatto che l’utilizzo di idrogel basati su proteine permetta lo sviluppo di strategie che rendono possibili modelli realmente personalizzati per il test dei medicinali.
Parole chiave
Malattie cardiovascolari, cellule staminali, TIME TO MATURE, hPSC, idrogel conduttivo a base di proteine, ingegnerizzazione dei tessuti
