Nuovi approcci alla rigenerazione del tessuto cardiaco
L’infarto miocardico, comunemente noto come attacco di cuore, può causare la sostituzione irreversibile del tessuto cardiaco funzionale con tessuto fibrotico disfunzionale. Questo può provocare un’insufficienza cardiaca e l’unica terapia standard attualmente disponibile è il trapianto di cuore. «L’insufficienza cardiaca è la principale causa di mortalità e morbilità nel mondo industrializzato», osserva la coordinatrice del progetto BIORECAR(si apre in una nuova finestra) Valeria Chiono del Politecnico di Torino(si apre in una nuova finestra) in Italia. «Qualsiasi nuova conoscenza di trattamenti efficaci avrebbe un profondo impatto sociale ed economico».
Potenziale di rigenerazione miocardica
Una nuova strategia volta a convertire le cellule che popolano i fibroblasti cardiaci in cellule pulsanti è emersa di recente come una possibilità intrigante per la rigenerazione del miocardio. Questo approccio, tuttavia, è ancora troppo immaturo e inefficiente per essere introdotto in ambito clinico. BIORECAR, che ha ricevuto il sostegno del Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra) (CER), ha cercato di affrontare le attuali limitazioni di questa strategia attraverso un nuovo approccio multidisciplinare. Il progetto ha integrato la nanomedicina, la scienza dei biomateriali e l’ingegneria dei tessuti, con l’obiettivo di sviluppare un metodo sicuro ed efficiente per la riprogrammazione cellulare attraverso molecole di RNA. «Abbiamo progettato nanoparticelle ibride polimero-lipidiche per indirizzare e dirigere la riprogrammazione dei fibroblasti cardiaci umani in cardiomiociti», spiega. «Abbiamo anche progettato un idrogel iniettabile minimamente invasivo per rilasciare le nanoparticelle». Per testare e convalidare l’approccio BIORECAR sono stati utilizzati modelli di tessuto fibrotico cardiaco umano in vitro, in linea con il principio delle 3R della sperimentazione animale (sostituzione, riduzione e perfezionamento). È stato quindi condotto un approccio di validazione preclinica utilizzando modelli murini.
Nuove nanoparticelle ibride e idrogel
Sono stati raggiunti diversi traguardi significativi, tra cui la progettazione e il brevetto di nuove nanoparticelle ibride per la terapia a RNA. «Il nostro team è stato selezionato per il programma I-Tech Innovation Acceleration(si apre in una nuova finestra), che ha sostenuto la fondazione della start-up PoliRNA», spiega l’autrice. «PoliRNA è stato poi selezionato come semifinalista di EIT Health Catapult 2024-25(si apre in una nuova finestra) ». Un altro risultato è stato la progettazione di un idrogel iniettabile in grado di supportare la somministrazione controllata di nanoterapeutici. Sono stati presentati nuovi progetti che riguardano l’uso di questi idrogel per la rigenerazione del muscolo cardiaco e scheletrico e per la guarigione delle ferite croniche. «Un terzo importante risultato è stato la progettazione di scaffold bioartificiali per la modellazione in vitro del tessuto fibrotico cardiaco umano», aggiunge. «Questo a sua volta ha portato a nuovi progetti, tra cui il progetto EMPATIC finanziato dal CER».
Applicazioni delle terapie a RNA nella medicina rigenerativa
Le nanoparticelle ibride funzionalizzate del progetto hanno superato con successo molti dei problemi tipicamente associati ad altri sistemi per il rilascio di RNA, come la stabilità limitata, il rilascio incontrollato di miRNA e la possibilità di indurre una risposta immunitaria. Questo lavoro potrebbe quindi aprire la strada a nuove applicazioni delle terapie a RNA nella medicina rigenerativa. «La piattaforma idrogel iniettabile rappresenta un’altra svolta perché ha dimostrato di combinare molteplici caratteristiche, tra cui la biodegradabilità, la biocompatibilità, il rilascio di nanoparticelle e il supporto cellulare», afferma la ricercatrice. «I modelli in vitro di tessuti fibrotici cardiaci umani sono stati validati per testare nuove potenziali terapie avanzate nel rispetto del principio delle 3R». Le prossime tappe prevedono una solida validazione preclinica attraverso modelli in vitro e in vivo di fibrosi cardiaca, con il supporto di nuovi progetti. Chiono prevede inoltre che la start-up PoliRNA acquisirà licenze di brevetto e stabilirà partnership chiave con gruppi di ricerca e aziende, per un ulteriore co-sviluppo di questa tecnologia pionieristica.
