Terapia genica, un’iniezione può ringiovanire il cuore di 10 anni
Un gruppo di ricercatori ha fornito all’organismo una copia del “gene della longevità” e scoperto che può rigenerare i vasi sanguigni arrestando il processo di invecchiamento del sistema vascolare
Il cuore batte 100.000 volte al giorno (circa 70 battiti al minuto) pompando più di 8.000 litri di sangue che circolano in tutto il corpo attraverso i 19.000 chilometri del sistema circolatorio. Con l’avanzare dell’età, la sua funzione inizia a diminuire rendendo più difficili attività come correre o giocare a tennis. Tuttavia, alcuni centenari, come quelli che vivono a Okinawa, un gruppo di isole nel sud del Giappone e in altre zone blue del pianeta, vivono una vita lunga e sana senza avere alterazioni strutturali e funzionali dell’attività cardiaca collegate all’invecchiamento. Il motivo? Hanno una variante del gene BPIFB4 (detto 'gene della longevità') che protegge dai danni cardiovascolari e mantiene il cuore in buono stato per un periodo di tempo più lungo.
L’incredibile scoperta è stata fatta nel 2015 da uno studio multicentrico, pubblicato sulla rivista Circulation Research, che ha visto coinvolti l’IRCCS MultiMedica, l’IRCCS NeuroMed di Pozzilli (IS) e l’Istituto di Tecnologie Biomediche del CNR di Segrate. Incuriositi dal caso degli individui longevi, i ricercatori dell'Università di Bristol e del gruppo MultiMedica (in Italia) hanno esplorato i meccanismi genetici che consentono a queste persone eccezionali di evitare complicazioni cardiovascolari fino agli ultimi anni della loro vita, e scoperto che fornendo all’organismo una copia sana del 'gene della longevità '(terapia genica), è possibile arrestare il processo di invecchiamento a cui è soggetta la funzione vascolare con l'avanzare dell'età. Non solo, gli scienziati hanno anche visto che questo trattamento è in grado di ringiovanire il cuore di ben 10 anni. I risultati della scoperta sono stati pubblicati sul Cardiovascular Research.
Il gene della longevità
La rapidità con cui il cuore e i suoi vasi sanguigni più vicini si deteriorano con l'avanzare dell’età, dipende da numerosi fattori, tra cui lo stile di vita, l’attività fisica, il fumo, il consumo di alcol e la presenza di patologie. Tuttavia, anche le mutazioni genetiche giocano un ruolo importante come ha dimostrato lo studio del 2015. Nel DNA dei centenari, i ricercatori hanno trovato una variante di un gene (LAV-BPIFB4, longevity associated variant), che determina una maggiore produzione della proteina BPIFB4, che conferisce elasticità ai vasi sanguigni, rallentando e invertendo il naturale processo di invecchiamento delle cellule endoteliali (rivestono l'interno delle pareti del cuore, dei vasi sanguigni e di quelli linfatici).
Questo 'gene della longevità' protegge i vasi, attivando una serie di funzioni, in particolare l’enzima eNOS, responsabile della produzione dell’ossido nitrico, importante per mantenere allargati i vasi e favorire la circolazione. Un vero e proprio elisir di lunga vita capace di "ringiovanire" i vasi sanguigni e ridurre l’incidenza di diverse patologie correlate ad un’alterazione della funzione vascolare, come infarto, ictus e ipertensione, ma anche malattie metaboliche e neurologiche. Questa scoperta ha spinto i ricercatori ad indagare più da vicino gli effetti fisiologici della variante del gene.
Lo studio sulle cellule cardiache umane
Oltre ai test sui topi, il team di ricerca italiano ha condotto anche uno studio in provetta con cellule cardiache umane. In particolare, i ricercatori del Gruppo MultiMedica di Milano, guidati dal prof. Annibale Puca, hanno somministrato in laboratorio il gene a cellule cardiache di pazienti anziani con gravi problemi cardiaci, compresi alcuni che avevano precedentemente subito trapianti di cuore, e poi ne hanno confrontato la funzione con quella di individui sani. I risultati hanno suggerito che LAV-BPIFB4 svolge un ruolo significativo nel mantenimento delle cellule pericitiche, fondamentali per la costruzione di nuovi vasi sanguigni e il loro mantenimento in buone condizioni, e quindi a mantenere il cuore funzionante più a lungo.
"Le cellule dei pazienti anziani, in particolare quelle che supportano la costruzione di nuovi vasi sanguigni, chiamati 'periciti', sono state trovate ad essere meno performanti e più invecchiati - ha affermato Monica Cattaneo, ricercatrice del Gruppo MultiMedica e prima autrice del lavoro -. Aggiungendo in provetta il gene/proteina della longevità, abbiamo osservato un processo di ringiovanimento cardiaco: le cellule cardiache di pazienti anziani con scompenso cardiaco hanno ripreso a funzionare correttamente, dimostrandosi più efficienti nella costruzione di nuovi vasi sanguigni".
La terapia genica protegge il cuore dall'invecchiamento
I ricercatori dell'Università di Bristol hanno, invece, valutato con due studi l'efficacia della terapia genica AAV-LAV-BPIFB4 nella prevenzione della disfunzione cardiaca causata dall'invecchiamento. La terapia genica consiste nell'introdurre nelle cellule del paziente un gene che permette di curarlo, attraverso un vettore (un virus reso innocuo), capace di veicolare il prezioso carico nelle cellule bersaglio. In questo caso, il team di Bristol, guidato dal professor Paolo Madeddu, professore di medicina cardiovascolare sperimentale presso il Bristol Heart Institute, ha introdotto una singola copia del gene anti-invecchiamento mutante (gene LAV-BPIFB4) in un gruppo di topi di mezza età e visto che era in grado di arrestare il declino della funzione cardiaca dopo essere stato assorbito dal miocardio. Cosa ancora più notevole, quando introdotto nel gruppo di topi anziani, i cui cuori mostravano le stesse alterazioni osservate nei pazienti anziani (dello studio italiano), il gene ha riportato indietro l'orologio biologico ringiovanendo il cuore di 10 anni (tempo equivalente per l’uomo).
"La funzione del cuore e dei vasi sanguigni - ha affermato Madeddu - è messa in gioco con l'avanzare dell'età. Tuttavia, la velocità con cui questi cambiamenti dannosi Il verificarsi è diverso tra le persone: il fumo, l'alcol e la vita sedentaria accelerano l'orologio dell'invecchiamento, mentre una sana alimentazione e l'esercizio fisico ritardano l'orologio dell'invecchiamento del cuore". "Inoltre - ha continuato l’autore dello studio -, avere buoni geni ereditati dai genitori può aiutare a rimanere giovani e sani. I geni sono sequenze di lettere che codificano le proteine. Per caso, alcune di queste lettere possono mutare. La maggior parte di queste mutazioni sono insignificanti. In alcuni casi, tuttavia, la mutazione può peggiorare o migliorare la funzione del gene, come per il gene anti-invecchiamento mutante che abbiamo studiato qui su cellule umane e topi più anziani".
Nuovi trattamenti ispirati alla genetica dei centenari
Mentre i centenari trasmettono naturalmente la mutazione del gene BPIFB4 ai loro figli, lo studio ha mostrato che questo stesso gene potrebbe essere trasferito a persone senza questo gene per arrestare l'invecchiamento del cuore. Il trasferimento del gene BPIFB4 nei topi ha già dimostrato di poter fermare l'aterosclerosi, il diabete e altre complicazioni, e, in futuro, potrebbero essere effettuati studi clinici per vedere se gli stessi effetti si verificano anche negli esseri umani. I ricercatori stanno anche esplorando la possibilità di applicare la proteina BPIFB4 come trattamento, piuttosto che il gene BPIFB4 che la genera. Sebbene entrambe le opzioni siano possibili, l'applicazione delle proteine è più sicura e più semplice.
"I nostri risultati - ha affermato Madeddu - confermano che il gene mutante sano può invertire il declino delle prestazioni cardiache nelle persone anziane. Ora siamo interessati a determinare se anche la somministrazione della proteina invece del gene può funzionare. La terapia genica è ampiamente utilizzata per trattare le malattie causate da geni cattivi. Tuttavia, un trattamento basato su una proteina è più sicuro e più praticabile della terapia genica". Non solo, in futuro potrebbero essere trovate anche altre mutazioni genetiche con un potenziale curativo simile o addirittura superiore a quello indagato da questa ricerca. I professori Madeddu e Puca ritengono che questo studio possa dirigere la ricerca futura verso nuovi trattamenti ispirati alla genetica dei centenari.
Prossimi obiettivi di ricerca
La terapia genica LAV-BPIFB4 ha già dimostrato nei topi di prevenire l'insorgenza di aterosclerosi, invecchiamento vascolare, complicanze diabetiche e poter ringiovanire il sistema immunitario. "Ora - ha affermato Puca - abbiamo avuto una nuova conferma degli effetti terapeutici del gene/proteina BPIFB4 anche sulle cellule cardiache umane. Speriamo di testarne presto la sua efficacia in studi clinici su pazienti con insufficienza cardiaca".
Il grosso potenziale terapeutico della terapia genica LAV-BPIFB4 ha attirato l’attenzione di alcuni istituti di ricerca e fondazioni che hanno deciso di finanziare nuovi studi. Mentre il Medical Research Council vuole testare la terapia genica nella Progeria (una malattia genetica, nota anche come sindrome di Hutchinson-Gilford, che causa l'invecchiamento precoce del cuore e dei vasi sanguigni dei bambini), il British Heart Foundation e il Diabetes UK vogliono testarla rispettivamente negli anziani e nei diabetici.
