Cellule che fanno battere il cuore

Non si tratta del famoso sussulto d'amore celebrato da poeti, scrittori e musicisti di tutti i tempi. Ma del vero e proprio battito naturale che permette all'organo principale del nostro organismo, il cuore, di svolgere la sua funzione. I ricercatori del laboratorio PaceLab, dell'università di Milano, descrivono il protocollo con cui sono riusciti a usare cellule staminali di topo al fine di ottenere un tipo che svolga la stessa funzione delle cellule cardiache del pacemaker naturale del cuore. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Circulation Research.

Il pacemaker, letteralmente segnapassi, è una regione del cuore formata da particolari cellule cardiache da cui ha origine l'impulso fisiologico che ne determina il battito. Queste cellule mostrano un'attività elettrica spontanea, dando origine alla corrente "funny", battezzata così dai sui scopritori (H. F. Brown, D. Difrancesco e S. J. Noble) per via del suo andamento particolare, che si diversifica da quello delle altre cellule e che determina la frequenza del battito cardiaco. Le nostre cellule sono paragonabili a dei circuiti elettrici che, a ridosso della membrana, presentano una differenza di potenziale causata da differenti concentrazioni di ioni (potassio, sodio, calcio) tra l'ambiente interno e quello esterno. Non dobbiamo immaginare però la cellula come un sistema chiuso. Sulla membrana sono presenti numerosi canali di diversa natura, che permettono lo scambio di ioni e quindi conseguenti cambiamenti di concentrazione tra i due ambienti. In alcune particolari cellule, dette eccitabili (per esempio nervose, muscolari, cardiache), queste variazioni di concentrazioni ioniche, creano variazioni nel potenziale di membrana dando origine nella maggior parte dei casi ad un potenziale d'azione, dovuto ad un repentino aumento e successivo decremento del potenziale di membrana. Questo non è altro che il cosiddetto impulso che permette il passaggio di numerose informazioni all'interno del nostro organismo in diversi tipi di tessuti.

Il naturale pacemaker del cuore si trova nel nodo senoatriale (SA), una regione a mezzaluna situata nell'atrio destro del cuore. Da qui l'impulso si propaga a tutte le altre cellule cardiache, raggiungendo tutte le zone del cuore e permettendone la contrazione. Questo pacemaker può essere danneggiato a causa di patologie e può essere sostituito da altre regioni del cuore che però avranno frequenze più basse o da apparecchiature artificiali, in caso di gravi danni.

La straordinaria scoperta del gruppo di ricerca milanese ha dimostrato il possibile utilizzo di cellule staminali embrionali di topo per essere trasformate in precursori delle cellule adulte del pacemaker naturale, contraendosi allo stesso modo e riuscendo ad imporre la propria frequenza.

Secondo gli studiosi, questa tecnica potrebbe essere applicata anche a particolare cellule staminali umane, le pluripotenti indotte (iPS), derivate dagli stessi pazienti affetti da patologie cardiache. Ciò potrebbe aprire la strada allo sviluppo di un pacemaker biologico personalizzato e a nuove cure per i problemi cardiaci.