Immagini del cuore a scansione su nanoscala: non perdono un battito
Il progresso tecnologico offre grandi vantaggi al settore medico dei quali beneficiano soprattutto le persone affette da varie patologie.
Un team europeo di ricercatori ha sviluppato una nuova tecnica di scansione su nanoscala, che permette agli specialisti un’osservazione dettagliata dell’impatto dell’insufficienza cardiaca sulla superficie delle cellule muscolari del cuore dei pazienti. Le scoperte, apparse su Science, potrebbero condurre ad un miglior trattamento dello scompenso cardiaco e a farmaci più efficaci per rallentare lo sviluppo di questa grave patologia.
Gli specialisti definiscono l’insufficienza cardiaca come una patologia in cui un problema legato alla struttura o alla funzionalità del cuore impedisce la sua capacità di fornire una quantità adeguata di sangue all’organismo Il problema si complica quando l’organismo attiva ormoni – come ad esempio l’adrenalina – per far ripartire il cuore indebolito, perché in questo modo esso subisce danni ancora maggiori.
Nello studio in questione, i ricercatori dell’Imperial College London (ICL) nel Regno Unito, e dell’Istituto di farmacologia e tossicologia e del Centro Rudolf Virchow, entrambi presso l’Università di Würzburg, in Germania, hanno utilizzato la microscopia su nanoscala per valutare le singole regioni della superficie delle cellule muscolari sane e malate prelevate dal cuore di ratti.
La tecnica, chiamata microscopia a scansione di conduttanza ionica (SICM), fornisce agli specialisti un’immagine dettagliata della superficie delle cellule muscolari del cuore. Finora, gli esperti utilizzavano la microscopia convenzionale in vivo per determinare la gravità del danno.
La SICM ha permesso al team di ricerca di dare uno sguardo alle stutture sottili delle cellule muscolari del cuore (ovvero, i tubuli trasversi) che trasportano i segnali elettrici all’interno delle cellule muscolari. La SICM ha anche offerto ai ricercatori un’immagine precisa del grado di perturbazione della superficie delle cellule muscolari nello scompenso cardiaco.
Il team ha detto che l’organismo possiede due tipi di recettori per l’adrenalina: il beta1-adrenocettore (beta1-AR) e il beta2-adrenocettore (beta2-AR). Il beta1-AR ha il compito di stimolare la contrazione del cuore, ma può provocare danni alle cellule nel lungo periodo. Anche il beta2-AR è in grado di provocare la contrazione del cuore, ma è dotato di proprietà protettive singolari.
La SICM è stata combinata con nuove sostanze chimiche che danno segnali fluorescenti quando vengono attivati i beta1-AR o beta2-AR, spiegano i ricercatori. I loro dati indicano che i recettori beta2-AR – che di solito sono ancorati nei tubuli trasversi – cambiano posizione e si trovano nella zona in cui si trovano i recettori beta1-AR nelle cellule colpite da insufficienza cardiaca. Il team ipotizza che spostandosi nella stessa zona dei recettori beta1-AR, le proprietà protettive dei beta2-AR “sono indebolite”, e a loro volta provocano una degenerazione più veloce del cuore scompensato.
“La nostra nuova tecnica ci permette di osservare meglio come le singole cellule vengono disgregate dallo scompenso cardiaco”, ha spiegato la coautrice dell’articolo, la dottoressa Julia Gorelik del National Heart and Lung Institute dell’ICL. “Con la nostra nuova microscopia in vivo su scala nanometrica si può eseguire una scansione della superficie delle cellule muscolari del cuore più precisa di quanto non fosse possibile finora e si [possono] vedere strutture minuscole che influenzano il funzionamento delle cellule”, ha aggiunto.
“Riuscendo a capire cosa sta succedendo su questa scala ridotta, possiamo, in ultima analisi, tracciare un quadro molto dettagliato di ciò che avviene nel cuore durante l’insufficienza cardiaca e, sul lungo termine, questo ci aiuterebbe ad affrontare la malattia”, ha continuato la dottoressa Gorelik. “L’obiettivo principale della nostra ricerca futura sarà quello di capire se i farmaci possono impedire ai beta2-AR di spostarsi nella cellula e se questo potrebbe aiutarci a combattere l’insufficienza cardiaca”.
Per maggiori informazioni, visitare:
Science:
http://www.sciencemag.org/
Imperial College London:
http://www3.imperial.ac.uk/
Università di Würzburg:
http://www.uni-wuerzburg.de/en/home/
