Micrografia elettronica del muscolo cardiaco. Immagini Wellcome. Ricercatori hanno scoperto che il cuore umano continua a generare nuove cellule per tutta la vita. La scoperta potrebbe portare alla creazione di nuovi trattamenti per aumentare la rigenerazione nelle persone con problemi cardiaci, come le vittime di infarto.
Gli scienziati hanno a lungo pensato che organi come il cuore, il cervello e il pancreas non sono in grado di creare nuove cellule dopo lo sviluppo. Questa teoria si basa in gran parte sulla limitata capacità di questi organi di recuperare dopo essere stati danneggiati da malattie o lesioni. Inoltre, i tumori cardiaci primari sono molto rari, suggerendo una crescita cellulare limitata all’interno del cuore umano. Tuttavia, il tasso di proliferazione cellulare nel cuore non era stato misurato direttamente.
Scienziati del Karolinska Institute in Svezia e il dottor Bruce Buchholz del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in California hanno sviluppato un modo innovativo per risolvere questo problema. Il loro metodo si basa sull’osservazione che le cellule del corpo contengono un “timestamp” di carbonio-14.
La concentrazione atmosferica di carbonio-14 era relativamente stabile fino alla guerra fredda, quando i test in superficie delle armi nucleari alla fine degli anni ’50 e all’inizio degli anni ’60 hanno causato un picco in tutto il mondo. Questo ha aumentato la quantità di carbonio-14 che è stato incorporato nel DNA di tutte le persone vive sulla Terra in quel momento. Da quando i test in superficie sono stati vietati, la quantità di carbonio-14 nell’atmosfera – e quindi la quantità incorporata nelle nuove cellule – è gradualmente diminuita. Gli scienziati possono ora individuare quando una cellula è stata creata misurando la sua concentrazione di carbonio-14.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno eseguito analisi del carbonio-14 del DNA da cellule del muscolo cardiaco (cardiomiociti) presso la Risorsa nazionale LLNL per la spettrometria di massa biomedica dell’acceleratore, un centro di ricerca sostenuto dal Centro nazionale per le risorse di ricerca (NCRR) del NIH. I campioni di tessuto sono stati ottenuti da persone nate fino a 22 anni prima dell’inizio dei test della bomba nucleare.
I ricercatori hanno riferito in Science il 3 aprile 2009, che i livelli di carbonio-14 dei campioni hanno dimostrato che le cellule del cuore umano vengono create in età adulta. Gli scienziati hanno poi determinato il tasso di crescita delle cellule del cuore nel tempo misurando il profilo del DNA al carbonio-14 di persone nate sia prima che dopo i test del 1950. La modellazione matematica dei dati al carbonio-14 ha rivelato che un cuore di 50 anni contiene ancora più della metà delle cellule che aveva alla nascita, ma che il turnover rallenta con il tempo. Un cuore di 25 anni sostituisce circa l’1% di tutti i suoi cardiomiociti nel corso di un anno, mentre un cuore di 75 anni sostituisce circa mezzo per cento.
Questi risultati sollevano la possibilità che, se il cuore produce più cardiomiociti dopo un attacco di cuore, le tecniche potrebbero essere sviluppate per migliorare quel processo e potenzialmente invertire i danni al cuore.
“Il vantaggio della rigenerazione dei cardiomiociti rispetto agli attuali trattamenti clinici è la possibilità di riparazione,” spiega Buchholz. “Gli attacchi di cuore producono tessuto cicatriziale che non funziona mai correttamente. Se il cuore potesse essere stimolato a riparare il danno con nuove cellule, il recupero dall’infarto potrebbe essere molto migliorato.”
di Nancy Van Prooyen