Rigenerazione del cuore danneggiato
L’IM acuto si verifica a seguito di occlusione di uno o più vasi coronarici, con conseguente riduzione del flusso sanguigno, che provoca un’ischemia nel miocardio. Attualmente, il trattamento dell’IM prevede la rivascolarizzazione dell’arteria coronarica, efficace nel ristabilire il flusso sanguigno al cuore. Tuttavia, le cicatrici residue del miocardio non vengono eliminate, spesso compromettendo la funzione cardiaca e conducendo potenzialmente a insufficienza cardiaca. La terapia rigenerativa a base di cellule staminali cardiache è un nuovo promettente approccio alla riparazione del danno miocardico di fondo e al ripristino della funzionalità cardiaca. Tuttavia, ad oggi, gli studi clinici condotti non hanno fornito risultati soddisfacenti, forse a causa di scarsa sopravvivenza cellulare, attecchimento e ritenzione nel cuore infartuato. Per migliorare l’efficacia della terapia a base di cellule, il progetto AMCARE finanziato dall’UE si è prefisso di potenziare la ritenzione delle cellule staminali nel miocardio danneggiato o nel tessuto cardiaco a seguito di trapianto. A tal fine, il consorzio ha integrato conoscenze nella scienza dei materiali e nella biologia delle cellule staminali con leader nel settore dei dispositivi medici, biomateriali e rigenerazione cardiovascolare. L’idea alla base della strategia AMCARE era impiegare biomateriali a base di acido ialuronico (HA) come struttura portante per le cellule impiantate. Gli idrogel a base di HA sono ampiamente utilizzati come substrati per ingegneria tissutale per fornire una matrice extracellulare (MEC) e migliorare la coesione delle cellule somministrate oltre alla ritenzione nel sito danneggiato dopo il trapianto. Al tempo stesso, gli idrogel offrono protezione dall’ambiente difficile del miocardio ischemico. La MEC è una rete molto complessa di proteine come il collagene e i proteoglicani, dove le cellule si legano mediante recettori specifici. Nonostante la composizione dipendente dal tessuto, la MEC ha un ruolo fondamentale nella regolazione delle risposte cellulari centrali come la migrazione, la proliferazione e la differenziazione. Pertanto, può essere utilizzata a scopi di trapianto per supportare le cellule trapiantate e facilitare la loro integrazione nel tessuto ospite. Nuovi biomateriali e dispositivi di trapianto «Il nostro partner industriale ha sviluppato una piattaforma in grado di produrre idrogel dotati di proprietà meccaniche e viscoelastiche adattabili da materiali viscosi simili ai gel», spiega il Dott. Duffy, coordinatore del progetto. «Ciò significa che questi idrogel possono sopportare alterazioni elastiche nel tessuto cardiaco a seguito di iniezione nel miocardio». Per l’incorporazione omogenea di cellule nell’idrogel durante il mantenimento della viabilità cellulare, i partner di AMCARE hanno sviluppato un applicatore prototipo. Inoltre, in caso di IM, assieme ad un catetere endocardico, i ricercatori hanno progettato un sistema esclusivo di trapianto cellulare mediante cateterismo cardiaco. Altra novità del progetto è stato il patch cardiaco, una membrana di materiali derivati da HA che forniscono proprietà geometriche e meccaniche ottimali, quali porosità, espansione e biodegradazione. Il patch è carico di principi attivi terapeutici per assicurare il contatto duraturo e sostenibile con l’area infartuata e viene posizionato sulla superficie epicardica. L’impatto della rigenerazione cardiaca post IM Complessivamente, la nuova modalità terapeutica generata durante il progetto AMCARE aiuterà a ripristinare la funzionalità cardiaca in pazienti post-IM. «L’abbinamento di nuovi dispositivi medicali AMCARE e formulazioni avanzate di biomateriali consente un approccio su misura per rispondere a specifiche necessità cliniche del paziente», afferma il Dott. Duffy. L’idea è che a seconda dell'area infartuata, i ricercatori possono utilizzare un approccio terapeutico diverso per garantire un trapianto mininvasivo e una fissazione sicura ed efficace. I partner di AMCARE sono convinti che i nuovi dispositivi e tecnologie a base di biomateriali saranno un successo commerciale. Un fatto importante è che la riparazione del miocardio danneggiato in pazienti post IM può potenzialmente ridurre la morbilità e la mortalità, migliorando a lungo termine la salute dei cittadini dell’Unione europea.
Parole chiave
AMCARE, biomateriale, infarto miocardico (IM), idrogel, matrice extracellulare (MEC), acido ialuronico (HA)
