Riparazione del cuore con bioprinting 3D e cellule staminali

I ricercatori della Pohang University of Science and Technology in Corea hanno sviluppato i cerotti cardiaci in 3D ricavati da cellule staminali. Le malattie cardiovascolari infatti rappresentano il 32% dei decessi in tutto il mondo. L’infarto del miocardio ha un ruolo importante nelle malattie cardiache e nella necrosi del tessuto cardiaco dopo che l’afflusso di sangue è diminuito o interrotto.

Le tecnologie di patch cardiache biostampate in 3D cariche di cellule staminali e sulla loro efficacia come approccio terapeutico e rigenerativo per la cardiomiopatia ischemica nell’invertire la formazione di cicatrici e promuovere la rigenerazione del miocardio, sono oggetto di studio con risultati che promettono bene.

“Le terapie attualmente disponibili non sono sufficienti per il trattamento completo dell’infarto del miocardio”, ha dichiarato l’autore Jinah Jang. “È urgentemente necessario lo sviluppo di una nuova modalità avanzata, come la riduzione del rimodellamento cardiaco avverso, la promozione delle funzioni miocardiche e la correzione di difetti molecolari o genetici”.

I ricercatori hanno indagato su vari tipi di cellule staminali candidate che possiedono un potenziale rigenerativo cardiaco, spiegando le loro applicazioni e limitazioni. il team di ricerca si è concentrato sull’implementazione impegnativa dell’approccio di bioprinting 3D all’avanguardia per fabbricare cerotti cardiaci in 3D ed evidenziare diverse strategie per implementare la vascolarizzazione e aumentare le proprietà funzionali cardiache rispetto alle somiglianze elettrofisiologiche con il tessuto nativo.

A seguito di un infarto miocardico, i tessuti e i vasi del miocardio sono ugualmente e gravemente danneggiati. Pertanto, dovrebbero essere pianificati approcci terapeutici o rigenerativi per mirare a entrambi contemporaneamente per ottenere una riparazione cardiaca di successo, poiché il cuore ha pochissima capacità di rigenerare cardiomiociti o cellule cardiache da solo.

L’utilizzo della tecnologia di biostampa 3D per controllare geometricamente il modello spaziale e l’utilizzo della doppia terapia con cellule staminali come co-coltura può svolgere un ruolo importante nel promuovere e migliorare sinergicamente la vascolarizzazione e la funzione cardiaca dopo l’ infarto miocardico.

Le terapie con cellule staminali a base di cerotti che vengono impiegate oggi, hanno rivelato un’efficacia avanzata, piuttosto che utilizzare terapie a componente singolo, fornendo un ambiente favorevole ai tessuti durante il periodo di integrazione ospite- innesto: “Sarebbe utile tracciare le cellule del cerotto stampato per indagare sulla modalità di azione del cerotto trapiantato”, ha affermato l’autore Sanskrita Das.

“Sebbene ci siano ancora limitazioni intrinseche per lo studio clinico, la tecnologia della piattaforma di consegna delle cellule staminali suggerita fornisce una prospettiva terapeutica pratica per varie applicazioni di ingegneria dei tessuti“, ha affermato l’autore Hyoryung Nam.

Si stima che durante un infarto si perdano un miliardo di cellule del cuore. A causa dell’infarto, il tessuto perso viene sostituito da tessuto cicatriziale, che può portare a insufficienza cardiaca, aritmia e morte. In una ricerca portata avanti dagli esperti dell’Università di Tsukuba è stato dimostrato come le cellule del tessuto cicatriziale possono essere convertite in cellule del muscolo cardiaco, rigenerando efficacemente il cuore ferito.

Questi risultati suggeriscono che la via principale per generare nuove cellule nel miocardio con questo metodo è attraverso la riprogrammazione dei fibroblasti direttamente ai cardiomiociti.