Le arterie coronariche si ostruiscono. Il flusso sanguigno si riduce e con lui l’ossigeno veicolato dal sangue al miocardio. Il risultato è un infarto, la principale causa di morte al mondo.
L’approccio convenzionale allo studio e al trattamento di questi episodi è quello di concentrarsi sul cuore come organo isolato. Una ricerca dell’Università della California a San Diego, guidata dalla Facoltà di Scienze Biologiche, vuole rivoluzionare il modo in cui vengono considerati gli infarti, con una nuova e rivoluzionaria comprensione di come gli eventi cardiaci siano interconnessi con altri sistemi.
In uno studio pubblicato sulla rivista Cell, il ricercatore post-dottorato Saurabh Yadav, il professore associato Vineet Augustine e i loro colleghi descrivono un nuovo quadro completo degli infarti e dei danni che ne derivano, collegando cuore, cervello, sistema neurovegetativo e sistema immunitario.
Le nuove “mappe” dell’infarto
Proprio come i nostri occhi e le nostre orecchie convertono la luce e i suoni provenienti dall’ambiente circostante in informazioni che il cervello può comprendere ed elaborare, la nuova ricerca rivela che un infarto trasmette informazioni cardiovascolari al cervello attraverso i neuroni sensoriali.
La nuova ricerca si propone di svelare queste connessioni. Le nuove “mappe” dell’infarto risultanti dallo studio offrono nuove opportunità di trattamento, considerando l’infarto come un evento sistematico interconnesso, piuttosto che come un episodio isolato.
“Riteniamo che questa sia la prima caratterizzazione completa di un approccio “a triplo nodo” che comprende cuore, cervello e circuito neuroimmunitario”, ha affermato Augustine, membro della facoltà del Dipartimento di Neurobiologia. “Gli infarti sono ovviamente localizzati nel cuore, ma stiamo cambiando rotta nella ricerca sull’infarto per dimostrare che non è solo il cuore stesso ad essere coinvolto”.
Il ruolo del sistema neurovegetativo
Quando viene rilevata una lesione o una malattia, il cervello risponde attivando il sistema immunitario, attraverso il sistema neurovegetativo. Un infarto innesca una risposta immunitaria simile. Mentre il cervello considera l’infarto come una lesione, non ci sono però agenti patogeni o batteri da cui difendersi. Questa iperattivazione del sistema immunitario probabilmente peggiora il danno.
Lavorando sui topi, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni sensoriali del nervo vago rilevano prima la lesione e trasferiscono i segnali a strutture cerebrali dedicate, che a loro volta portano all’attivazione del sistema immunitario.
Il blocco dei segnali sensoriali e immunitari che si trasmettono avanti e indietro tra cuore e cervello ha contribuito a ridurre significativamente i danni dopo un infarto. Sebbene i ricercatori sperino ancora di svelare i meccanismi specifici coinvolti, ritengono che nuovi trattamenti per l’infarto potrebbero ridurre al minimo gli effetti dannosi involontari del sistema immunitario a seguito di un episodio di infarto.
“È stato dimostrato che il blocco del sistema cuore-cervello-neuroimmunitario arresta la diffusione della malattia”, ha affermato Yadav. “Se si considera l’infarto come l’epicentro, il blocco dei segnali ha arrestato la diffusione del danno”.
Le connessioni a tre nodi
Secondo Augustine, molte delle loro scoperte sono rimaste nascoste perché la scienza è tradizionalmente strutturata in compartimenti stagni, con neuroscienziati, cardiologi e immunologi concentrati sulle proprie aree di competenza.
Nell’arco di quattro anni e mezzo, il progetto di scoperta del triplo nodo ha riunito neurobiologi con scienziati dei Dipartimenti di Medicina e Pediatria (Facoltà di Medicina) e del Dipartimento di Bioingegneria Shu Chien-Gene Lay (Facoltà di Ingegneria Jacobs). Per svelare le complesse connessioni coinvolte, Yadav e i suoi colleghi hanno utilizzato diverse tecniche scientifiche, tra cui ecocardiografia, colorazione molecolare, microscopia a foglio luminoso ed ecografia, per individuare i vari percorsi interconnessi.
Le mappe di sistema risultanti alla base del circuito a tre nodi potrebbero contribuire a stimolare nuovi trattamenti che affrontino l’interconnessione degli infarti.
“Gli attuali trattamenti per gli infarti si concentrano sulla riparazione del cuore, inclusi interventi di bypass, angioplastica e anticoagulanti, tutti invasivi”, ha affermato Augustine. “Questa ricerca dimostra che forse manipolando il sistema immunitario possiamo stimolare una risposta terapeutica”.
La ricerca in corso nel laboratorio di Augustine sta studiando i meccanismi alla base delle connessioni a tre nodi e le loro funzioni.
