Le staminali: una nuova speranza per la cura dell’infarto del miocardio

cuore - Foto di Jean ScheijenL’infarto del miocardio è la principale causa di morte nella nostra società. Siamo ancora lontani da una cura risolutiva, sebbene siano state messe in atto numerose strategie per prevenire o limitare lo sviluppo delle malattie cardiovascolari. Nuove speranze arrivano dall’impiego delle cellule staminali.

Un notevole interesse scientifico e clinico, non disgiunto da controversie di carattere etico, sociale e giuridico, accompagna lo studio delle cellule staminali come potenziale cura per l’infarto del miocardio.

L’infarto del miocardio causa danni irreversibili che possono sfociare nell’insufficienza cardiaca congestizia e nella morte.

Attacco miocardico

L’infarto del miocardio (IM) è una sindrome che interessa la struttura muscolare del cuore ed è causata dall’occlusione di un’arteria coronaria.
Il muscolo cardiaco, miocardio, presenta delle particolari esigenze metaboliche che richiedono un continuo approvvigionamento di ossigeno garantito dal sistema di vasi sanguigni.
Può succedere che, a causa dell’ostruzione di un’arteria coronarica, zone più o meno estese del miocardio ventricolare non vengano irrorate e cessino di funzionare. Si ha dunque una necrosi o morte cellulare che, a seconda dell’estensione della zona colpita, compromette più o meno gravemente la funzione cardiaca.

In seguito a un infarto, il cuore va incontro a una serie di rimodellamenti strutturali e istopatologici nel ventricolo sinistro che portano a un progressivo declino della performance cardiaca. L’area danneggiata è incapace di resistere al carico di pressione e di volume allo stesso modo di un cuore sano, ne consegue una dilatazione della camera ventricolare a partire dall’area danneggiata.

Cellule staminali

Le cellule staminali rappresentano la naturale sorgente di cellule da cui si formano tutti i tessuti di un organismo e attraverso la quale questi stessi tessuti possono rinnovarsi in presenza di particolari condizioni fisiologiche, sostituendo le cellule danneggiate o non più funzionali.
Le staminali presentano una duplice caratteristica che le contraddistingue: sono in grado di dividersi senza limiti durante l’arco di vita di un organismo e di rimanere nello stato indifferenziato.

Quando un precursore staminale si divide, ogni cellula figlia può scegliere se rimanere staminale, e quindi precursore staminale, o se imboccare la via del differenziamento terminale irreversibile. Il compito di queste cellule non consiste nell’espletare una funzione, ma nel produrre cellule che lo facciano.

A seconda dello stadio di sviluppo e della loro capacità differenziativa le staminali si distinguono in:

  • Cellule staminali embrionali, presenti nella prime fasi di vita dell’embrione. Possono essere totipotenti, in grado di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula e di tessuto persino in quelle che compongono i tessuti extra-embrionali, e pluripotenti, capaci di produrre tutti i tipi di cellule che formano un individuo adulto tranne quelle che compongono i tessuti extra-embrionali.
  • Cellule staminali adulte, possono essere multipotenti capaci di dare origine unicamente ad alcuni tipi di cellule, e unipotenti in grado di differenziarsi in un solo tipo di cellula differenziata.

La cellula uovo fecondata rappresenta una cellula staminale totipotente e ha la capacità di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula matura. Questa cellula va incontro a numerose divisioni e si trasforma in tante cellule più piccole, i blastomeri. Le cellule embrionali sono totipotenti fino allo stadio di morula, un aggregato di 8 blastomeri. Già a partire dallo stadio successivo di 16 blastomeri, le cellule embrionali iniziano a perdere la loro totipotenza e quindi a differenziarsi meno.

Le cellule staminali possono essere estratte da vari tipi di tessuti ed essere coltivate in vitro e in vivo, essere programmate a differenziarsi in un particolare tipo di cellula, essere modificate geneticamente e possono innestarsi nei tessuti danneggiati. È proprio questa loro straordinaria plasticità a renderle così interessanti agli occhi degli scienziati.

Cellule staminali e infarto del miocardio

Il muscolo cardiaco ha una capacità rigenerativa e autoriparativa decisamente limitata.
L’elevata mortalità per infarto del miocardio sembra essere associata in modo particolare all’insufficienza cardiaca post-infartuale, generata da una ridotta capacità di contrazione del muscolo cardiaco, nota come “deficit di pompa” e legata essenzialmente all’estensione dell’area di necrosi.
I trattamenti medici o la rivascolarizzazione possono aiutare a migliorare la funzionalità di un cuore infartuato ma non sono in grado di riparare i tessuti necrotizzati. Da qui la necessità di trovare una terapia alternativa che permetta di superare questi limiti.

Le cellule staminali rappresentano l’ultima frontiera della ricerca in cardiochirurgia, grazie alla loro capacità di rigenerare tessuti e di sviluppare nuovi vasi sanguigni in cuori compromessi da danni tissutali permanenti.

Come riportato nella review “Can stem cells repair a damaged heart?” del National Institute of Health resource for stem cell research, negli ultimi dieci anni è stato ampiamente dimostrato che le cellule staminali adulte e embrionali, quando sottoposte a particolari condizioni di crescita, hanno la capacità di trans-differenziarsi in differenti tipi di cellule cardiache:

  • cardiomiociti, responsabili della capacità contrattile dell’organo e quindi di pompare sangue all’esterno,
  • cellule dell’endotelio vascolare che formano la parete interna di un vaso sanguigno,
  • cellule della muscolatura liscia che formano la parete esterna di un vaso sanguigno.

Differenti esperimenti animali, e più recentemente anche studi clinici, hanno portato alla luce che, quando delle cellule staminali autologhe di midollo osseo vengono trapiantate direttamente nell’area danneggiata di un cuore infartuato, sono in grado di rigenerare i tessuti danneggiati e di ripristinare una nuova rete di vasi sanguigni.
Il grande beneficio che deriva da questo tipo di trattamento, sembra non limitarsi solo alla sostituzione della parte danneggiata, ma anche garantire un’ottima capacità funzionale delle nuove cellule innestate.

Risalgono a poche settimane fa i risultati dello studio BALANCE (Clinical Benefit And Long-Term Outcome After Intracoronary Autologous Bone Marrow Cell transplantation In Patient With Acute Myocardial Infarction) condotto da un gruppo di ricercatori tedeschi con lo scopo di quantificare il miglioramento dello stato emodinamico, della geometria e della contrattilità del ventricolo in pazienti trattati con cellule staminali dopo un IM, nonché di verificare l’esito clinico dei pazienti su un arco di tempo più lungo rispetto agli esperimenti precedenti (5 anni).

A tale scopo, 62 pazienti, dopo essere stati sottoposti a un intervento di angiografia coronarica 10±9 ore dopo l’inizio dell’IM, sono stati trapiantati con cellule staminali autologhe di midollo osseo (SMO), innestate direttamente nell’area danneggiata attraverso un catetere 7±2 giorni dopo dell’IM. Tre mesi dopo il trattamento, la dimensione dell’area danneggiata sembrava ridotta dell’8% e la velocità di contrazione aumentata notevolmente. Venti e 60 mesi dopo il trattamento con cellule staminali, i parametri di contrattilità, lo status emodinamico e la geometria del ventricolo sinistro apparivano stabili.
Il BALANCE ha confermato i risultati ottenuti da precedenti studi, garantendo però che il miglioramento clinico dei pazienti si mantiene stabile nel tempo.

Questo studio rappresenta una ulteriore prova che la terapia a base di cellule staminali di midollo osseo risulta essere una procedura terapeutica innovativa ed efficace per la riparazione di un cuore infartuato.

L’analisi della sopravvivenza a lungo termine mostra una notevole riduzione del tasso di mortalità nei pazienti trattati rispetto al gruppo di controllo, e quindi una maggiore efficienza rispetto a trattamenti farmacologici e chirurgici odierni. Inoltre, l’assenza di effetti collaterali correlati contribuisce ad affermare la sicurezza di questa nuova terapia.

La controversia

La ricerca sulle cellule staminali potrebbe rivoluzionare il modo di curare tante “malattie mortali” ma resta, ancora oggi, oggetto di numerose controversie che continuano a dividere la comunità scientifica da quella cattolica, nonché la stessa comunità scientifica.
La legge sulla fecondazione assistita vieta l’utilizzo delle cellule staminali embrionali nel nostro Paese, sebbene sia possibile utilizzare per alcune patologie cellule staminali prelevate da tessuti adulti.

La maggioranza degli scienziati però, ritiene che non si debba limitare la ricerca alle sole staminali adulte e che sia necessario utilizzare anche quelle embrionali, potenzialmente capaci di differenziarsi in una qualsivoglia cellula del nostro organismo.

I dati che continuano a pervenire dai numerosi esperimenti scientifici e che danno buone speranze ai ricercatori riguardo l’efficacia di questa nuova terapia per l’infarto del miocardio, non sono ad oggi sufficienti per poter azzardare delle conclusioni sulla reale efficacia e sicurezza di questo trattamento innovativo.

Alla luce dei risultati disponibili resta comunque difficile interpretare l’efficacia di una terapia a base di cellule staminali, dal momento che i trapianti con cellule staminali effettuati negli studi clinici sono stati affiancati sempre a trattamenti chirurgici.

C’è bisogno ancora di tanto lavoro per poter chiarire la biologia delle cellule staminali e per poter rispondere ai numerosi interrogativi ancora aperti prima di poter approdare a una terapia a base di sole cellule staminali.