Spezzare il circolo vizioso dell'insufficienza cardiaca

Le attività fisiche quotidiane diventano un calvario, salire le scale è possibile solo con grande difficoltà, spesso i pazienti sono addirittura costretti a letto e costantemente stanchi. "L'insufficienza cardiaca è una malattia tragica e, purtroppo, attualmente incurabile. Questa diagnosi di solito significa una condanna a morte", afferma Ursula Quitterer, professoressa di farmacologia molecolare presso l'ETH di Zurigo e l'Università di Zurigo.

Lo scompenso cardiaco si riferisce a forme gravi di insufficienza cardiaca. Di solito colpisce persone anziane con malattie circolatorie preesistenti. Il cuore non è più in grado di pompare abbastanza sangue nel corpo. L'unico trattamento attualmente disponibile per i medici è ritardare la progressione della malattia - ad esempio con farmaci che abbassano la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca, proteggendo così il cuore - o prendere in considerazione il trapianto di un cuore artificiale o di un cuore di un donatore.

Quitterer e i suoi colleghi hanno ora sviluppato un nuovo approccio terapeutico farmaceutico in diversi modelli murini. "Siamo riusciti ad aumentare la ridotta capacità di pompaggio del cuore malato e a rallentare la progressione della malattia - un circolo vizioso", afferma Joshua Abd Alla. Come medico del gruppo di Quitterer, sta conducendo una tesi di dottorato in scienze naturali ed è il primo autore dell'articolo di ricerca pubblicato sul "Journal of Biological Chemistry".

Enzima inibito

In particolare, i ricercatori hanno inibito nei topi un enzima chiamato GRK2, che si trova in concentrazioni maggiori nei cuori dei pazienti con insufficienza cardiaca. Gli scienziati hanno utilizzato un piccolo frammento proteico (peptide) che si attacca a GRK2. Il peptide impedisce all'enzima di legarsi ai suoi recettori secondo il principio del lock-and-key e quindi di svolgere la sua funzione biochimica.

L'inibizione di GRK2 ha due effetti: Da un lato, stimola la contrazione delle cellule muscolari cardiache danneggiate. Da solo, tuttavia, un tale aumento delle prestazioni sarebbe controproducente in un cuore danneggiato, poiché il cuore verrebbe danneggiato ancora di più.

Tuttavia, GRK2 è anche un attore biochimico del metabolismo energetico, che viene interrotto nelle cellule del muscolo cardiaco nelle fasi finali dell'insufficienza cardiaca. Gli scienziati ipotizzano che ciò avvenga perché le cellule del muscolo cardiaco non ricevono ossigeno a sufficienza. Di conseguenza, le cellule devono passare dalla combustione dei grassi a quella degli zuccheri. A lungo termine, questo porta all'accumulo di prodotti grassi nelle cellule del muscolo cardiaco, che le danneggiano e le fanno morire. Il risultato è un circolo vizioso: più grasso nelle cellule del muscolo cardiaco - le cellule del muscolo cardiaco muoiono - ridotta capacità di pompaggio del cuore - maggiore carenza di ossigeno - più grasso nelle cellule del muscolo cardiaco.

Riduzione dell'accumulo di grasso

"Se si inibisce GRK2, si può impedire alle cellule del muscolo cardiaco di passare al metabolismo degli zuccheri. Si può interrompere il circolo vizioso", spiega Quitterer. Gli scienziati sono riusciti a dimostrarlo in topi che soffrivano di insufficienza cardiaca in seguito a una modifica genetica o a un intervento chirurgico. Le cellule del muscolo cardiaco dei topi in cui gli scienziati hanno inibito la GRK2 hanno accumulato meno grasso.

I ricercatori ritengono che il nuovo approccio terapeutico possa essere trasferito all'uomo, in aggiunta alle terapie esistenti, come sottolineano. Tuttavia, è necessario un grande lavoro di sviluppo. Nei loro esperimenti, gli scienziati hanno lavorato con topi geneticamente modificati che producono l'agente inibitore nelle stesse cellule del muscolo cardiaco.

In teoria, sarebbe possibile utilizzare questo approccio nell'uomo - attraverso una terapia cellulare, ma è molto complesso. Una terapia con un farmaco somministrato per via orale sarebbe più semplice. Il peptide inibitore utilizzato negli esperimenti sui topi non è adatto a questo scopo. Questo perché i peptidi vengono scomposti nel sistema digestivo e non raggiungono il cuore attraverso il sangue. "Tuttavia, sarebbe possibile cercare altre molecole che abbiano lo stesso effetto del nostro peptide", afferma Quitterer.