Il cuore non batte per conto proprio: il suo funzionamento è regolato dal nodo senoatriale, un minuscolo ammasso di cellule situato nell'atrio destro. Questo genera impulsi elettrici che spingono l'organo a contrarsi secondo un ritmo rigorosamente prestabilito.
Quando questo nodo smette di funzionare, il paziente va incontro ad aritmie potenzialmente letali. Fino ad ora, l'unica salvezza affidabile era rappresentata dal pacemaker metallico, ma è possibile ricreare questo complesso meccanismo partendo da cellule vive?
Un team di ricercatori dello Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology ha compiuto un passo fondamentale in questa direzione. Utilizzando cellule staminali pluripotenti umane, gli scienziati hanno coltivato per la prima volta in laboratorio non un semplice tessuto pulsante, ma un vero e proprio organoide tridimensionale del nodo senoatriale.
I risultati della ricerca, pubblicati sulla rivista Cell Stem Cell, descrivono la creazione del cosiddetto pacemaker biologico. La sfida principale non consisteva semplicemente nell'indurre le cellule a contrarsi, bensì nel farle obbedire ai comandi del sistema nervoso.
In un organismo vivente, la frequenza cardiaca viene costantemente corretta dai segnali provenienti dal cervello. Per simulare questo processo, i biologi di Shanghai hanno unito l'organoide pacemaker a un plesso gangliare ricco di neuroni coltivato in vitro.
L'esperimento è stato un successo: le fibre nervose sono penetrate spontaneamente nel nodo artificiale e hanno iniziato a regolarne la frequenza di "battito" tramite segnali molecolari, replicando esattamente il meccanismo naturale.
Perché i ricercatori hanno optato per una struttura così minuziosa? Studiare i disturbi del ritmo sui topi è poco efficace a causa della loro elevata frequenza cardiaca, mentre ottenere campioni di nodo senoatriale umano vivente è, comprensibilmente, quasi impossibile.
Il nuovo modello a tre componenti "nervo-nodo-atrio" ha permesso di ricreare un'aritmia genetica direttamente in laboratorio. Dopo aver introdotto una mutazione mirata, i ricercatori hanno registrato un rallentamento del ritmo e hanno poi testato con successo dei bloccanti dei canali del potassio per normalizzare il battito.
Significa forse che l'era dei dispositivi in titanio sottocutanei è finita? Non ancora. Prima che tali strutture biologiche possano essere impiantate nei pazienti, occorre risolvere numerose questioni di sicurezza, dalla sopravvivenza cellulare a lungo termine alla protezione contro il rigetto.
Ciononostante, le basi tecnologiche sono state gettate. Questa piattaforma consente già ai farmacologi di testare nuovi medicinali contro l'aritmia su tessuti umani autentici, portandoci sensibilmente più vicini alla medicina personalizzata del futuro.
