Strategie di ingegneria tessutale per le rigenerazione del miocardio infartuato

Nell’ambito della terapia cellulare rigenerativa del miocardio infartuato l’utilizzo di polimeri biodegradabili per il trasferimento di cellule staminali nel cuore rappresenta uno strumento alternativo alla semplice iniezione di cellule. Una strategia alternativa di intervento prevede l’utilizzo di composti di natura polimerica in grado di contenere fattori bioattivi rilasciati gradualmente nel sito di iniezione. Sugli stessi polimeri possono essere inoltre trasportate le cellule staminali che, in virtu’ dell’adesione alle fibre di natura solida, mantengono una maggiore vitalita’ anche a seguito del loro trasferimento nel tessuto danneggiato. A tal fine la ricerca si e' avvalsa di microparticelle polimeriche biodegradabile e biocompatibili (microsfere), in grado di contenere molecole bioattive che favoriscono il richiamo di cellule staminali, di aumentare la loro adesione al polimero, di migliorare la sopravvivenza e stimolare il differenziamento cellulare in senso cardiaco e vascolare (HGF, IGF-1, VEGF e SDF-1). I risultati mostrano che, microsfere iniettate nel cuore di ratto normale e infartuato, sono biocompatibili, provocando solamente un transitorio stato infiammatorio che regredisce spontaneamente nell’arco di 2 settimane. Una linea di ricerca parallela ha come finalita’ quella di creare in laboratorio uno pseudo-tessuto che possa sostituire l’area cardiaca danneggiata dall’infarto. A tal fine e’ stato costruito un un bioreattore per la coltura dinamica di cellule staminali mesenchimali. Le proprietà chimico-fisiche e strutturali del supporto cellulare da adoperare all’interno del bioreattore rappresentano un primo punto critico da affrontare in quanto la bio- e la citocompatibilità del biomateriale, così come le sue adeguate prestazioni meccaniche, rappresentano un requisito di base per questo progetto. Lo studio in corso utilizza un biopolimero che ha mostrato entrambe le qualità richieste. I risultati ottenuti confermano che uno stimolo meccanico che simula il ciclo di contrazione-rilassamento delle cellule cardiache provoca una modificazione fenotipica delle cellule staminali mesenchimali tale da aumentare la presenza nelle stesse di filamenti contrattili citoscheletrici. Tali proteine si organizzano in fasci a ridosso della membrana plasmatica e all’interno del citoplasma. Altre composti vengono secreti in modo da aumentare i ponti di contatto con le fibre polimeriche, così come risulta essere piu’ elevato il numero giunzioni intercellulari. Le ricerche in atto stanno valutando la possibilita’ di ottenere nel modello del bioreattore cellule staminali che sviluppino strutture contrattili piu’ silmili ai sarcomeri, avvalendosi anche dello stimolo di opportuni fattori di crescita miocardiogenici.