Due proteine per riparare il cuore
La cardiopatia ischemica è la principale causa di morte nei paesi
industrializzati. Nonostante i recenti progressi nel trattamento dello
scompenso cardiaco, le terapie farmacologiche risultano ancora
inadeguate. Due studi indipendenti, condotti da Antonio Baldini e
Gabriella Minchiotti, rispettivamente direttore e ricercatrice
dell'Istituto di genetica e biofisica 'Adriano Buzzati Traverso'
(Igb-Cnr) di Napoli, aggiungono nuove conoscenze ai meccanismi della
biologia delle cellule staminali cardiache.
Il primo lavoro, pubblicato sulla prestigiosa rivista Circulation
Research (organo ufficiale dell'American Heart Association), riguarda la
proteina Cripto. "Una molecola", spiega Gabriella Minchiotti, "in grado
di promuovere il differenziamento delle cellule staminali in
cardiomiociti, agendo come interruttore molecolare nelle primissime fasi
dello sviluppo embrionale dei mammiferi: se accesa determina il 'destino
cardiaco' delle cellule; se spenta o assente blocca la cardiogenesi,
promuovendo la formazione di neuroni". Ulteriori studi su questa
proteina nelle cellule staminali embrionali del topo, "hanno portato
all'identificazione di due nuove molecole: un recettore di membrana
'APJ' ed il suo 'ligando Apelina', entrambi bersagli dell'azione di
Cripto nel processo molecolare che determina il destino cardiaco delle
cellule staminali," prosegue la ricercatrice dell'Igb-Cnr. I risultati
dimostrano che "esiste una relazione funzionale fra Cripto e sistema
APJ/Apelina e che queste molecole svolgono una funzione fondamentale nel
differenziamento cardiaco delle cellule staminali", continua la
ricercatrice. Il lavoro apre nuovi orizzonti sia nella comprensione dei
meccanismi molecolari della cardiogenesi sia nella ricerca sul cancro.
Il secondo studio, anch'esso pubblicato su Circulation Research,
riguarda invece la proteina Tbx1 ed è stato eseguito da Antonio Baldini,
insieme al suo team. "Il gene che codifica Tbx1", afferma Baldini, "è
coinvolto nella sindrome di DiGeorge o Velocardiofacciale, una malattia
genetica relativamente frequente che comporta anche difetti cardiaci".
Studi precedenti avevano evidenziato una mutazione di Tbx1 nelle
cardiopatie congenite, "ma solo oggi", chiarisce il direttore dell'Igb-
Cnr, "sono certi i meccanismi regolatori. Esiste una popolazione di
cellule 'tri-potenti' capaci di differenziare tre tipi cellulari diversi
essenziali per la formazione del tessuto cardiaco: cardiomiociti,
cellule endoteliali dei vasi e delle cavità cardiache, e cellule della
muscolatura liscia che circondano i vasi all'interno del cuore".
Quando questa popolazione non produce più Tbx1, le cellule iniziano a
differenziarsi. "I risultati della ricerca", prosegue Baldini,
"dimostrano che Tbx1 è necessario per una proliferazione delle cellule
tri-potenti sufficiente per il normale sviluppo del cuore. E allo
stesso tempo ne impedisce il differenziamento precoce, affinché venga
mantenuto un 'serbatoio' di cellule indifferenziate per la crescita del
cuore". Motivo per cui "in topi ingegnerizzati in cui manca Tbx1, i
progenitori cardiaci vanno incontro a differenziamento prematuro e il
cuore presenta importanti difetti strutturali. Nei topi in cui si ha un
eccesso di Tbx1, i progenitori cardiaci non differenziano normalmente o
differenziano troppo tardi, causando comunque difetti cardiaci".
"Cripto e Tbx1", conclude il direttore dell'Igb-Cnr, "pur agendo sullo
stesso 'lineage' cellulare, sono due proteine distinte nelle fasi di
sviluppo. La prima agisce a monte, durante la fase di 'decisione' del
fato cellulare, la seconda a valle, quando il fato cellulare è già
deciso ma le cellule sono ancora immature e in grado di differenziare i
tipi cellulari del tessuto cardiaco".
Questa ricerca permette di iniziare a capire come si formino i
cardiomiociti dalle cellule staminali e quindi di identificare i
bersagli molecolari per sviluppare terapie per la rigenerazione del
tessuto cardiaco. I laboratori dell'Igb sono impegnati a raggiungere
tale obiettivo.
industrializzati. Nonostante i recenti progressi nel trattamento dello
scompenso cardiaco, le terapie farmacologiche risultano ancora
inadeguate. Due studi indipendenti, condotti da Antonio Baldini e
Gabriella Minchiotti, rispettivamente direttore e ricercatrice
dell'Istituto di genetica e biofisica 'Adriano Buzzati Traverso'
(Igb-Cnr) di Napoli, aggiungono nuove conoscenze ai meccanismi della
biologia delle cellule staminali cardiache.
Il primo lavoro, pubblicato sulla prestigiosa rivista Circulation
Research (organo ufficiale dell'American Heart Association), riguarda la
proteina Cripto. "Una molecola", spiega Gabriella Minchiotti, "in grado
di promuovere il differenziamento delle cellule staminali in
cardiomiociti, agendo come interruttore molecolare nelle primissime fasi
dello sviluppo embrionale dei mammiferi: se accesa determina il 'destino
cardiaco' delle cellule; se spenta o assente blocca la cardiogenesi,
promuovendo la formazione di neuroni". Ulteriori studi su questa
proteina nelle cellule staminali embrionali del topo, "hanno portato
all'identificazione di due nuove molecole: un recettore di membrana
'APJ' ed il suo 'ligando Apelina', entrambi bersagli dell'azione di
Cripto nel processo molecolare che determina il destino cardiaco delle
cellule staminali," prosegue la ricercatrice dell'Igb-Cnr. I risultati
dimostrano che "esiste una relazione funzionale fra Cripto e sistema
APJ/Apelina e che queste molecole svolgono una funzione fondamentale nel
differenziamento cardiaco delle cellule staminali", continua la
ricercatrice. Il lavoro apre nuovi orizzonti sia nella comprensione dei
meccanismi molecolari della cardiogenesi sia nella ricerca sul cancro.
Il secondo studio, anch'esso pubblicato su Circulation Research,
riguarda invece la proteina Tbx1 ed è stato eseguito da Antonio Baldini,
insieme al suo team. "Il gene che codifica Tbx1", afferma Baldini, "è
coinvolto nella sindrome di DiGeorge o Velocardiofacciale, una malattia
genetica relativamente frequente che comporta anche difetti cardiaci".
Studi precedenti avevano evidenziato una mutazione di Tbx1 nelle
cardiopatie congenite, "ma solo oggi", chiarisce il direttore dell'Igb-
Cnr, "sono certi i meccanismi regolatori. Esiste una popolazione di
cellule 'tri-potenti' capaci di differenziare tre tipi cellulari diversi
essenziali per la formazione del tessuto cardiaco: cardiomiociti,
cellule endoteliali dei vasi e delle cavità cardiache, e cellule della
muscolatura liscia che circondano i vasi all'interno del cuore".
Quando questa popolazione non produce più Tbx1, le cellule iniziano a
differenziarsi. "I risultati della ricerca", prosegue Baldini,
"dimostrano che Tbx1 è necessario per una proliferazione delle cellule
tri-potenti sufficiente per il normale sviluppo del cuore. E allo
stesso tempo ne impedisce il differenziamento precoce, affinché venga
mantenuto un 'serbatoio' di cellule indifferenziate per la crescita del
cuore". Motivo per cui "in topi ingegnerizzati in cui manca Tbx1, i
progenitori cardiaci vanno incontro a differenziamento prematuro e il
cuore presenta importanti difetti strutturali. Nei topi in cui si ha un
eccesso di Tbx1, i progenitori cardiaci non differenziano normalmente o
differenziano troppo tardi, causando comunque difetti cardiaci".
"Cripto e Tbx1", conclude il direttore dell'Igb-Cnr, "pur agendo sullo
stesso 'lineage' cellulare, sono due proteine distinte nelle fasi di
sviluppo. La prima agisce a monte, durante la fase di 'decisione' del
fato cellulare, la seconda a valle, quando il fato cellulare è già
deciso ma le cellule sono ancora immature e in grado di differenziare i
tipi cellulari del tessuto cardiaco".
Questa ricerca permette di iniziare a capire come si formino i
cardiomiociti dalle cellule staminali e quindi di identificare i
bersagli molecolari per sviluppare terapie per la rigenerazione del
tessuto cardiaco. I laboratori dell'Igb sono impegnati a raggiungere
tale obiettivo.
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