Una nuova mappa cellulare e molecolare dettagliata del cuore umano potrebbe gettare nuova luce sul funzionamento di questo particolare organo e delle malattie cardiovascolari, consentendo analisi di precisione e potenzialmente lo sviluppo di terapie specifiche.
Pubblicato sulla rivista Nature, lo studio è stato condotto dagli esperti della Harvard Medical School, del Brigham and Women's Hospital, del Wellcome Sanger Institute, del Max Delbruck Center for Molecular Medicine (MDC) in Germania, e dell'Imperial College di Londra, che hanno analizzato quasi mezzo milione di cellule per realizzare il più vasto atlante del cuore umano, un progetto che mostra l'enorme diversità tra le unità cellulari e rivela le cellule del muscolo cardiaco, quelle immunitarie e protettive, differenziando l'intricata rete di vasi sanguigni.
"Il nostro modello - spiega Christine Seidman, docente di Medicina presso il Blavatnik Institute della Harvard Medical School - prevede anche il modo in cui le cellule comunicano per mantenere la salute cardiaca". Il progetto, che fa parte dell'iniziativa Human Cell Atlas, volta a mappare le cellule del corpo umano, potrebbe consentire una migliore comprensione delle malattie cardiache e guidare lo sviluppo di trattamenti altamente personalizzati, ponendo le basi per terapie di medicina rigenerativa.
"Nel corso della vita - continua la scienziata - il cuore umano è responsabile mediamente di più di due miliardi di battiti, che forniscono ossigeno e sostanze nutritive a cellule, tessuti e organi, e allo stesso tempo coadiuvano la rimozione di anidride carbonica e dei prodotti di scarto. Sono più di 100mila i battiti di cui il nostro cuore e' responsabile ogni giorno e ognuno richiede una sincronizzazione complessa tra varie cellule nelle camere". L'esperta aggiunge che se si verificano problemi nella coordinazione, possono insorgere malattie cardiovascolari, la principale causa di decesso in tutto il mondo, responsabile della morte di 17,9 milioni di individui ogni anno.
"Dettagliare i processi molecolari all'interno delle cellule di un cuore sano - osserva Daniel Reichart, ricercatore in genetica presso la Harvard Medical School - è fondamentale per approfondire la conoscenza delle malattie cardiache ed eventualmente sviluppare trattamenti specifici per le singole patologie". Il team ha studiato quasi 500mila singole cellule e nuclei cellulari di sei diverse regioni del cuore ottenuti da 14 donatori i cui organi non erano adatti al trapianto. Utilizzando una combinazione di metodologie, i ricercatori hanno determinato i geni attivati e disattivati in ogni cellula.
"I nostri risultati - prosegue il ricercatore - mostrano importanti differenze nelle varie aree dell'organo cardiaco. Abbiamo anche osservato che ogni camera possiede sottoinsiemi specifici di cellule, il che indica diverse origini dello sviluppo e suggerisce che queste cellule risponderebbero in modo diverso ai trattamenti". Gli autori sottolineano che questo lavoro potrebbe condurre verso una nuova e più profonda comprensione dell'organo cardiaco, raggiungendo un livello precedentemente inaspettato.
"Grazie alla conoscenza che riguarda le differenze a livello cellulare - afferma Norbert Hubner, co-autore e docente presso il Max Delbruck Center per la medicina molecolare - possiamo prendere in considerazione altri fattori, come l'età, l'esercizio fisico, le malattie, e raggiungere una consapevolezza profonda verso la medicina di precisione. Questo studio mostra il potere della genomica unicellulare e della collaborazione internazionale". Gli scienziati hanno anche esaminato i vasi sanguigni che attraversano il cuore con dettagli senza precedenti, osservando il modo in cui le cellule nelle vene e nelle arterie si adattano alle diverse pressioni e posizioni.
"L'impegno internazionale - commenta Michela Noseda dell'Imperial College di Londra - fornisce un insieme di informazioni inestimabili: abbiamo mappato le cellule cardiache che possono essere potenzialmente infettate da SARS-CoV-2 e abbiamo scoperto che anche le cellule specializzate dei piccoli vasi sanguigni sono bersagli virali".
