Il neuroormone ossitocina è ampiamente riconosciuto per favorire le connessioni sociali e produrre sensazioni piacevoli, come quelle associate al sesso, all’esercizio fisico o all’arte. Tuttavia, l’ormone ha una varietà di altre funzioni, come la regolazione della lattazione e delle contrazioni uterine nelle femmine e la regolazione dell’eiaculazione, del trasporto dello sperma e della produzione di testosterone nei maschi.
Ora, gli scienziati della Michigan State University hanno dimostrato che l’ossitocina ha ancora un’altra funzione, precedentemente sconosciuta, nel pesce zebra e nelle colture di cellule umane: stimola le cellule staminali dallo strato esterno del cuore (epicardio) a migrare nel suo strato intermedio (miocardio), dove si sviluppano in cardiomiociti, le cellule muscolari che causano le contrazioni cardiache. Questa scoperta potrebbe un giorno essere utilizzata per promuovere la rigenerazione del cuore umano dopo un infarto. I risultati dei ricercatori sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Frontiers in Cell and Developmental Biology.
“Qui dimostriamo che l’ossitocina, un neuropeptide noto anche come ormone dell’amore, è in grado di attivare i meccanismi di riparazione del cuore nei cuori feriti nei pesci zebra e nelle colture di cellule umane, aprendo la porta a potenziali nuove terapie per la rigenerazione del cuore negli esseri umani“, ha affermato il dott. Aitor Aguirre, assistente professore presso il Dipartimento di ingegneria biomedica della Michigan State University e autore senior dello studio.
Le cellule staminali possono ricostituire i cardiomiociti
Dopo un infarto, i cardiomiociti spesso muoiono in gran numero. Non possono ricostituirsi poiché sono cellule altamente specializzate. Precedenti ricerche hanno rivelato, tuttavia, che un sottoinsieme di cellule nell’epicardio può essere riprogrammato per diventare cellule staminali note come cellule progenitrici derivate dall’epicardio (EpiPC), che possono rigenerare non solo i cardiomiociti ma anche altri tipi di cellule cardiache. Sfortunatamente, in condizioni naturali, la produzione di EpiPC è inefficiente per la rigenerazione del cuore umano.
Il pesce zebra potrebbe insegnarci come rigenerare i cuori in modo più efficiente
Pensiamo al pesce zebra: famoso per la sua straordinaria capacità di rigenerare organi, tra cui cervello, retina, organi interni, ossa e pelle. Non soffrono di attacchi di cuore, ma i suoi numerosi predatori sono felici di mordere qualsiasi organo, compreso il cuore, così il pesce zebra può far ricrescere il proprio organo quando ne è stato perso fino a un quarto. Ciò viene fatto in parte dalla proliferazione dei cardiomiociti, ma anche dagli EpiPC.
Ma come fanno gli EpiPC del pesce zebra a riparare il cuore in modo così efficiente? E possiamo trovare un “proiettile magico” nel pesce zebra che potrebbe aumentare artificialmente la produzione di EpiPC negli esseri umani? Sì, e questo “proiettile magico” sembra essere l’ossitocina, sostengono gli autori.
Per giungere a questa conclusione, gli autori hanno scoperto che nel pesce zebra, entro tre giorni dalla crioferita – lesione dovuta al congelamento – al cuore, l’espressione dell’RNA messaggero per l’ossitocina aumenta fino a 20 volte nel cervello. Hanno inoltre dimostrato che l’ossitocina viaggia quindi verso l’epicardio del pesce zebra e si lega al recettore dell’ossitocina, innescando una cascata molecolare che stimola le cellule locali ad espandersi e svilupparsi in EpiPC. Questi nuovi EpiPC migrano quindi nel miocardio del pesce zebra per svilupparsi in cardiomiociti, vasi sanguigni e altre importanti cellule cardiache, per sostituire quelle che erano andate perdute.
Un effetto simile sulle colture di tessuti umani
Fondamentalmente, gli autori hanno dimostrato che l’ossitocina ha un effetto simile sul tessuto umano in vitro. L’ossitocina – ma nessuno degli altri 14 neurormoni testati qui – stimola le colture di cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo (hIPSC) a diventare EpiPC, fino al doppio della velocità basale: un effetto molto più forte rispetto ad altre molecole precedentemente mostrate per stimolare la produzione di EpiPC nei topi. Al contrario, il knock-down genetico del recettore dell’ossitocina ha impedito l’attivazione rigenerativa degli EpiPC umani in coltura. Gli autori hanno anche dimostrato che il legame tra l’ossitocina e la stimolazione degli EpiPC è l’importante “via di segnalazione del TGF-β”, nota per regolare la crescita, la differenziazione e la migrazione delle cellule.
“Questi risultati mostrano che è probabile che la stimolazione da parte dell’ossitocina della produzione di EpiPC sia conservata nell’evoluzione nell’uomo in misura significativa. L’ossitocina è ampiamente utilizzata in clinica per altri motivi, quindi riproporre per i pazienti dopo un danno cardiaco non è un lungo tratto dell’immaginazione. Anche se la rigenerazione del cuore è solo parziale, i benefici per i pazienti potrebbero essere enormi”, osserva Aguirre. E conclude: “Successivamente, dobbiamo esaminare l’ossitocina negli esseri umani dopo un danno cardiaco. L’ossitocina stessa è di breve durata in circolazione, quindi i suoi effetti negli esseri umani potrebbero essere ostacolati da questo. I farmaci specificamente progettati con un’emivita più lunga o una maggiore potenza potrebbero essere utili in questo contesto. Nel complesso, per andare avanti sono necessari studi preclinici sugli animali e studi clinici sugli esseri umani”.
