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Malattie cardiache e trapianto cellule staminali adulte

 

Il cuore è un organo posto nella cavità toracica, più precisamente nel Mediastino medio , dietro lo sterno e le cartilagini costali, che lo proteggono come uno scudo, davanti alla colonna vertebrale, da cui è separato dall'esofago e dall'aorta, appoggiato sul diaframma, che lo separa dai visceri sottostanti.

 

 

malattie cardiache e cellule staminali mesenchimali

Figura 1 Localizzazione del cuore all'interno del corpo umano

 

Il cuore è un muscolo involontario, nonostante sia un muscolo striato, che presenta una complessa struttura tissutale, formato principalmente da 4 comparti asimmetrici, due atri e due ventricoli. Le cavità superiori sono chiamate atri mentre le due inferiori ventricoli. Oltre ad una asimmetria supero-inferiore (gli atri sono più piccoli rispetto ai ventricoli) esiste una asimmetria laterale derivante dal maggior sviluppo della muscolatura di sinistra (quella che pompa il sangue nella circolazione sistemica, cioè in tutto il corpo) rispetto a quella che destra (quella che pompa sangue nella circolazione polmonare, cioè dal cuore verso i polmoni). Istologicamente esso è composto da due foglietti epiteliali, uno esterno chiamato pericardio ed uno interno chiamato endocardio, tra i quali è frapposta la muscolatura, denominata miocardio. Negli epiteli sono contenuti i vasi sanguigni che portano nutrimento alla muscolatura cardiaca. Il miocardio è invece un tessuto contrattile che riceve gli stimoli di contrazione da due differenti sistemi di controllo: a) il nodo seno atriale ed atrio ventricolare, che sono formati da cellule che danno "il passo" (pacemaker) permettendo la contrazione ritmica e sincronizzata del cuore; b) dall'innervazione del sistema nervoso simpatico, il Vago (o X nervo cranico) ha funzione di rallentare i battiti cardiaci, e dalle fibre post gangliari derivanti dalle prime vertebre cervicali, con funzione eccitatoria. Il danneggiamento di uno di questi elementi può provocare un malfunzionamento del muscolo cardiaco con conseguenti ripercussioni sul sistema circolatorio che possono. in alcuni casi, essere letali.

 

 

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Figura 2 Anatomia del cuore umano

 

Fra le malattie cardiache più diffuse ritroviamo:

  • - Infarto miocardico acuto: ntende la sindrome coronarica acuta dovuta all'ostruzione di una arteria coronaria a seguito della fissurazione del cappuccio fibroso di una placca ateromatosa con formazione di un trombo occludente e conseguente morte del tessuto miocardico;
  • - Angina pectoris: dolore al torace provocato dall'insufficiente ossigenazione del muscolo cardiaco a causa di una transitoria diminuzione del flusso sanguigno attraverso le arterie coronarie,
  • - Angina stabile: è una tipologia di angina, ovvero di dolore toracico. Nella sua forma cronica è la forma più frequente di angina pectoris;
  • - Angina instabile: una moltitudine di sintomi appartenenti alla cardiopatia ischemica, di un'insorgenza o peggioramento di una angina riscontrata nei due mesi precedenti. Essa viene distinta dall'infarto del miocardio per via di assenza di aumento dei marcatori sierologici e di necrosi miocardica;
  • - Angina di Prinzmetal: chiamata anche angina variante è una forma di angina scoperta solo nel 1959, essa descrive una sindrome con dolorosa manifestazione fulminante, nata senza alcuna precedente correlazione a stress o sforzo della persona, portando a volte anche alla morte improvvisa del soggetto coinvolto;
  • - Aterosclerosi: è una malattia infiammatoria cronica delle arterie di grande e medio calibro che si instaura a causa dei fattori di rischio cardiovascolare: fumo, inquinamento atmosferico (traffico stradale elevato), ipercolesterolemia, diabete mellito, ipertensione, obesità, iperomocisteinemia; si sospetta che possano esservi anche altre cause, in particolare di natura infettiva e immunologica;
  • - Cardiomiopatia: un gruppo eterogeneo di malattie del miocardio a eziologia frequentemente genetica, che attraverso lo sviluppo di disfunzioni elettriche e/o meccaniche a carico del muscolo cardiaco determinano spesso (ma non sempre) l'instaurarsi di fenomeni di ipertrofia o dilatazione delle camere ventricolari;
  • Miocardite: progressivo deterioramento del miocardio, dovuto a fattori fisici (come eccessiva viscosità del sangue o traumi toracici), fattori chimici (come sangue con PH anomalo o sostanze estranee, ipersensibilità a farmaci) o fattori biologici (batteri o virus insediati nel miocardio) che portano allo sviluppo di un'infiammazione locale, con infiltrato linfocitario;
  • - Insufficienza cardiaca: incapacità del cuore di fornire il sangue in quantità adeguata rispetto all'effettiva richiesta dell'organismo o la capacità di soddisfare tale richiesta solamente a pressioni di riempimento superiori alla norma. Non deve essere confusa con l'arresto cardiaco.

 

Recentemente è stato osservato in diversi laboratori come le cellule staminali mesenchimali siano in grado di differenziare, cioè di cambiare la loro natura in maniera da diventare cellule mature, in cellule cardiache con funzione simile a quella dei cardiomiociti maturi. Nonostante comunque abbiano la capacità contrattile propria dei cardiomiociti non rispondono agli stimoli mantenendo un proprio ritmo costante, proprietà questa che andrà studiata nei prossimi anni per migliorare l'utilizzo delle cellule staminali mesenchimali in ambito cardiologico (1,2). La capacità di andare a localizzarsi in siti di danno con funzione di cellule di supporto fa si che siano un ottimo strumento per il recupero dello stesso nelle principali malattie cardiache. Molti studi hanno sottolineato l'importanza delle cellule derivanti da midollo osseo nella ripresa funzionale a seguito di patologie cardiovascolari come l'infarto miocardico, ove si ha un rimodellamento nella componente vascolare e muscolare dell'organo. Particolare rilevanza va data, in questo tipo di traumi, alla capacità di secernere fattori di crescita con funzione di stimolare anche la componente vascolare e di produrre quindi una conseguente ripresa di vasi sanguigni danneggiati e completare il recupero di tutte le strutture implicate nel funzionamento del sistema circolatorio, permettendo di migliorare sensibilmente a seguito di danni ischemici. I risultati di studi pilota in questo ambito hanno sottolineato la capacità di prevenire il rimodellamento del cuore a seguito di infarto, diminuendo la presenza di tessuto fibroso in sede di danno e migliorando la rivascolarizzazione dello stesso (3,4,5,6,7) Lo sviluppo di terapie rigenerative con cellule staminali sono, attualmente, rivolti non solo alla medicina rigenerativa, cioè all'infusione delle stesse in circolo per "riparare" i danni tissutali, ma anche allo sviluppo di strutture tridimensionali di tessuto cardiaco per rimpiazzare o curare malformazioni cardiache congenite. Dato il potenziale di queste cellule ci sono grandi speranze su questi studi.

 


Malattie cardiache


1 - Terapia con cellule staminali per la rigenerazione miocardica: meccanismo e correnti applicazioni cliniche

[Stem cell therapy for myocardial regeneration: mechanisms and current clinical applications]
Centola M, Schuleri KH, Lardo AC, Hare JM. Division of Cardiology, Department of Medicine, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD 21205, USA. mcentol1@jhmi.edu

2 - Esperimenti con cellule staminali e trials clinici iniziali per la cardiomioplastia cellulare

Stem cell experiments and initial clinical trial of cellular cardiomyoplasty.
Guhathakurta S, Subramanyan UR, Balasundari R, Das CK, Madhusankar N, Cherian KM.
Frontier Lifeline Pvt. Ltd, Mogappair, Chennai 600 101, India. husun1971@gmail.com

3) (La somministrazione intracoronorica di cellule progenitrici derivate dal midollo osseo migliora la funzione in pazienti a rischio per rimodellamento sfavorevole dopo aumento del segmento ST a seguito di infarto miocardico: risultati dello studio di

Intracoronary administration of bone marrow-derived progenitor cells improves left ventricular function in patients at risk for adverse remodeling after acute ST-segment elevation myocardial infarction: results of the Reinfusion of Enriched Progenitor cells And Infarct Remodeling in Acute Myocardial Infarction study (REPAIR-AMI) cardiac magnetic resonance imaging substudy. (La somministrazione intracoronorica di cellule progenitrici derivate dal midollo osseo migliora la funzione in pazienti a rischio per rimodellamento sfavorevole dopo aumento del segmento ST a seguito di infarto miocardico: risultati dello studio di reinfusione di cellule progenitrici arricchite e rimodellamento a infarto (REPAIR-AMI), un sottostudio di imaging in risonanza magnetica)

Dill T, Schächinger V, Rolf A, Möllmann S, Thiele H, Tillmanns H, Assmus B, Dimmeler S, Zeiher AM, Hamm C. Department of Cardiology, Kerckhoff Heart Center, Bad Nauheim, Germany.

4) Il trattamento con cellule mesenchimali stromali criopreservate è sicuro e fattibile per la dilatazione severa nella cardiomiopatia ischemica

Cryopreserved mesenchymal stromal cell treatment is safe and feasible for severe dilated ischemic cardiomyopathy.
Chin SP, Poey AC, Wong CY, Chang SK, Teh W, Mohr TJ, Cheong SK.

International Medical University, Kuala Lumpur, Malaysia. chin.sze.piaw@gmail.com

5) Uso dei progenitori cellulari autologhi di midollo osseo nel trattamento di arteriosclerosi obliterante degli arti inferiori

Use of autologous progenitor cells of the bone marrow in treatment of patients with lower-limb atherosclerosis obliterans.

Korymasov EA, Tiumina OV, Aiupov AM, Kazantsev AV, Rossiev VA, Mikheev GV, Volchkov SE, Toropovski&#301; AN

6) Trapianto di midollo osseo autologo e terapia con ossigeno iperbarico in pazienti con la tromboangite oblierante

Autologous bone marrow transplantation and hyperbaric oxygen therapy for patients with thromboangiitis obliterans.

Saito S, Nishikawa K, Obata H, Goto F.
Department of Anesthesiology, Gunma University Graduate School of Medicine, Maebashi, Japan. shigerus@showa.gunma -u.ac.jp

7) Uno studio randomizzato a diverse dosi, double-blind, controllato con terapia placebo, di somministrazione intravenosa di cellule mesenchimali adulte umane (prochimali) dopo infarto miocardico acuto

A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (prochymal) after acute myocardial infarction.

Hare JM, Traverse JH, Henry TD, Dib N, Strumpf RK, Schulman SP, Gerstenblith G, DeMaria AN, Denktas AE, Gammon RS, Hermiller JB Jr, Reisman MA, Schaer GL, Sherman W.
Department of Medicine, Cardiovascular Division and the Interdisciplinary Stem Cell Institute, Miller School of Medicine, University of Miami, Miami, Florida 33136, USA. jhare@med.miami.edu