Ogni cellula del corpo umano medio contiene 23 paia di cromosomi, con quattro telomeri su ciascuna coppia. I telomeri coprono la fine del cromosoma, proteggendolo dal deterioramento o dalla fusione con i cromosomi adiacenti, proprio come la punta di plastica all’estremità di un laccio lo protegge dallo sfilacciamento. Mentre esiste un intervallo di lunghezza per classificare un telomero in buona salute, i ricercatori hanno scoperto, per la prima volta in assoluto, che le persone con insufficienza cardiaca hanno telomeri più corti all’interno delle cellule muscolari che costituiscono il cuore (note come cardiomiociti). Un team di ricercatori della Penn Medicine, in collaborazione con l’Università del Connecticut, ha pubblicato oggi i loro risultati sul Journal of American Heart Association, basandosi su un paper di metodi che è stato pubblicato di recente su Nature Protocol. Il team è stato il primo ad aver sviluppato un metodo per misurare la lunghezza dei telomeri utilizzando i tessuti del cuore umano.
“Una volta stabilito il metodo per misurare i telomeri nelle cellule cardiache, il che è difficile perché le cellule cardiache umane vengono raramente prelevate da una persona vivente, abbiamo acquisito campioni di tessuto cardiaco da pazienti sottoposti a trapianto di cuore e donatori di organi per valutare la lunghezza dei telomeri, “ha detto il ricercatore capo dello studio, Foteini Mourkioti, PhD, un assistente professore di chirurgia ortopedica e Biologia Cellulare e dello sviluppo, e co-direttore del programma di rigenerazione muscolo-scheletrica nel Penn Institute for Regenerative Medicine. “L’utilizzo di campioni della Penn Heart Tissue Biobank ci ha permesso di acquisire dati sui pazienti per i campioni, quindi abbiamo saputo informazioni utili come l’età, il sesso e la funzione cardiaca del paziente”. I ricercatori sono stati in grado di misurare i telomeri nei campioni di pazienti che hanno avuto malattie cardiache e quelli che non lo hanno fatto, e raggruppare i risultati in categorie basate sull’età dei pazienti.
Hanno scoperto che nei campioni per le persone sane, l’età non ha avuto un ruolo nella lunghezza dei telomeri, dal momento che i telomeri di entrambi i soggetti sani e giovani non erano influenzati. Tuttavia, i pazienti con insufficienza cardiaca avevano telomeri più corti indipendentemente dalla loro età. Nel confrontare campioni malati e sani, i ricercatori sono stati in grado di tracciare una correlazione tra telomeri più corti e la presenza di insufficienza cardiaca. Anche i pazienti con i telomeri più corti nelle loro cellule cardiache hanno avuto la funzione cardiaca più gravemente diminuita. Il team ha anche scoperto che i cardiomiociti erano le uniche cellule cardiache colpite dalla lunghezza dei telomeri nei campioni di malattia, ma la lunghezza dei telomeri di altre cellule all’interno degli stessi campioni di cuore malato non era diversa. Il team sta ora lavorando per individuare i percorsi che mirano specificamente ai cardiomiociti, al fine di monitorare la progressione della malattia e le aree di identità per gli interventi terapeutici che possono essere successivamente testati negli studi clinici.
In questo studio, un totale di 63 campioni di ventricolo sinistro umano, inclusi 37 malati e 26 cuori di donatore non malati, sono stati colorati per i telomeri in combinazione con markers specifici di cellule muscolari lisce o cardiomiociti, troponina T cardiaca e actina muscolare liscia, rispettivamente e valutato per la lunghezza dei telomeri. I pazienti con insufficienza cardiaca dimostrano telomeri più brevi rispetto ai donatori non scompensati, che è specifico solo per i cardiomiociti all’interno dei cuori umani malati ed è associato al danno al DNA dei cardiomiociti. E’ probabile dunque che ci sia dello stress ossidativo cronico associato alla malattia, alla sua progressione ed all’accorciamento dei telomeri. D’altronde, in molti modelli cellulari, telomeri più corti equivalgono a maggior danno da stress ossidativo ed invecchiamento cellulare.
“Questa ricerca sui tessuti umani è fondamentale in quanto potrebbe aprire la porta a future terapie di conservazione dei telomeri per aiutare a proteggere i pazienti con insufficienza cardiaca” ha detto il coautore Kenneth B. Margulies, MD. “Mentre è necessario capire meglio come la cardiopatia induce l’accorciamento dei telomeri, questo è un passo importante nel processo di ricerca, che ci avvicina a una migliore comprensione dell’insufficienza cardiaca. L’importante è che ora abbiamo un nuovo vantaggio da seguire e testare in che modo gli interventi sui telomeri cardiaci specifici possono migliorare la funzione cardiaca”.
- a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
Sharifi-Sanjani M et al. J Am Heart Assoc. 2017 Sep 7; 6(9).
Theodoris CV et al. J Clin Invest. 2017 May 1;127(5):1683-88.
Mourkioti F et al. Nat Cell Biology 2013 Aug; 15(8):895-904.