Creato cerotto che ripara il cuore dopo l’infarto: come funziona

Gli scienziati hanno creato un cerotto che favorisce la guarigione del cuore dopo un infarto del miocardio, tra i più gravi e diffusi eventi cardiovascolari che, in caso di sopravvivenza, può comunque sfociare in un'insufficienza cardiaca potenzialmente fatale. La ragione risiede nel tessuto cicatriziale che si sviluppa a causa della necrosi del tessuto cardiaco (privato di ossigeno e nutrienti), responsabile di una progressiva compromissione della capacità del muscolo di contrarsi, fino appunto alla sopracitata insufficienza cardiaca. Il nuovo cerotto sperimentale, chiamato IL-4 MP-MN, si inserisce proprio in questo processo, contrastando la formazione del tessuto cicatriziale e quindi di una delle complicanze più pericolose dell'infarto.

Attualmente è stato testato solo sul cuore di modelli murini (ratti) e maiali, tuttavia gli scienziati sono fiduciosi che l'innovativo cerotto possa essere molto efficace anche sull'essere umano, alla luce dei promettenti risultati osservati. Come spiegato dall'Istituto Superiore di Sanità (ISS), la mortalità riguarda circa 1/3 degli infarti e nella maggior parte dei casi si verifica prima dell'arrivo in ospedale; il rischio perdura anche dopo l'evento acuto, tuttavia superati i primi sei mesi si abbatte notevolmente. Grazie al nuovo cerotto le statistiche post operatorie potrebbero migliorare sensibilmente.

A mettere a punto il cerotto che ripara il cuore dopo l'infarto del miocardio è stato un team di ricerca statunitense guidato da scienziati della Texas A&M University, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi di diversi istituti; fra quelli coinvolti il Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell'Università Columbia University, il Dipartimento di Bioingegneria dell'Università della California di Los Angeles (UCLA), lo Smidt Heart Institute, il Brigham and Women's Hospital collegato all'Università di Harvard e altri. I ricercatori, coordinati dal dottor Ke Huang del Dipartimento di Scienze Farmaceutiche presso l'ateneo di Kingsville, hanno sviluppato il cerotto concentrandosi sui macrofagi, un tipo di globuli bianchi – specializzati nel “divorare” patogeni e cellule danneggiate – che gioca un ruolo fondamentale anche nel processo di guarigione dopo un infarto. Come spiegato dagli autori dello studio, infatti, queste cellule immunitarie regolano l'equilibrio tra processo di guarigione e formazione del tessuto cicatriziale. La loro azione è guidata da una citochina chiamata interleuchina-4 (IL-4), che rende i macrofagi più efficaci nel promuovere la guarigione del tessuto cardiaco.

Terapie a base di questa proteina sono studiate da tempo, tuttavia farla arrivare direttamente su un cuore danneggiato non è semplice. Le terapie sistemiche (ad esempio attraverso il rilascio nel flusso sanguigno) possono causare effetti collaterali significativi nel resto del corpo, come spiegato dagli scienziati, pertanto l'ideale è somministrare il farmaco direttamente sul cuore. Ma il miocardio non è facilmente accessibile perché c'è uno strato membranoso davanti; per raggiungerlo il dottor Huang e colleghi hanno progettato un cerotto che rilascia in situ e a lungo l'IL-4. La proteina è incapsulata all'interno di microparticelle di acido polilattico-co-glicolico (PLGA) inserite in microaghi composti di idrogel di acido ialuronico. Dopo l'applicazione sul cuore, i microaghi si dissolvono e permettono il rilascio della proteina in grado di guarire il tessuto cardiaco. “Questo design offre biocompatibilità, cinetica di rilascio regolabile, versatilità di formulazione e rilascio controllato, mentre l'architettura a microago funge da canale per penetrare l'epicardio condensato e facilitare la diffusione mirata di IL-4 nel miocardio lesionato”, hanno spiegato gli scienziati.

Nei test su ratti e suini l'applicazione del cerotto IL-4 MP-MN “ha modulato efficacemente le dinamiche immunitarie post-infarto miocardico e ha promosso la riparazione del tessuto cardiaco”, preservando la funzione contrattile, migliorando la morfologia del cuore e la capacità dei cardiomiociti di proliferare. In pratica, ha migliorato struttura e funzione dell'organo infartuato, riducendo sensibilmente il rischio di insufficienza cardiaca. “I macrofagi sono la chiave. Possono peggiorare l'infiammazione o aiutare il cuore a guarire. L'IL-4 aiuta a trasformarli in aiutanti”, ha affermato il professor Huang in un comunicato stampa, ecco perché il cerotto è risultato così efficace su modelli animali. Al momento può essere applicato solo a torace aperto, ma i ricercatori stanno progettando un metodo per applicarlo con un piccolo senza aprire la cassa toracica, un intervento minimamente invasivo. “Abbiamo dimostrato il concetto. Ora vogliamo ottimizzare la progettazione e l'applicazione”, ha chiosato lo scienziato.

IL-4 MP-MN non è il primo cerotto per riparare il cuore colpito da infarto del miocardio; nel 2023 scienziati italiani hanno presentato un cerotto biologico chiamato “tessuto ingegnerizzato muscolare 3D eX vivo” o X-MET che è stato testato con successo sui topi, mentre all'inizio dell'anno sono stati pubblicati i risultati di un cerotto a base di cardiomiociti applicato sul cuore di una donna di 46 anni con grave insufficienza cardiaca in attesa di trapianto; le analisi hanno rilevato sviluppo di nuovo muscolo cardiaco. Anche altri pazienti hanno ricevuto benefici. I dettagli dello studio "Immunomodulatory microneedle patch for cardiac repair in rodent and porcine models of myocardial infarction" sul nuovo cerotto sono stati pubblicati su Cell Biomaterials.