New Study Provides Insight for How Congenital Heart Defects Manifest

2 agosto 2022 - Circa l'uno per cento della popolazione mondiale nasce con un difetto cardiaco congenito, che colpisce circa 40.000 nascite negli Stati Uniti ogni anno, ma esattamente come si verificano questi difetti alla nascita è in gran parte sconosciuto.

Nel tentativo di saperne di più su come si sviluppa il cuore, i ricercatori della University of Maryland School of Medicine (UMSOM) hanno determinato che le cellule che rivestono il cuore dirigono il muscolo cardiaco a crescere fino a quando il cuore raggiunge la sua dimensione massima. Hanno anche identificato il complesso meccanismo che regola questo processo, che richiede il bypass di due serie di freni affinché il cuore si sviluppi correttamente.

I ricercatori affermano che questi risultati spiegano qualcosa in più su ciò che può accadere durante lo sviluppo che può portare a difetti cardiaci congeniti e può anche aiutare a sviluppare tecniche migliori per rigenerare il tessuto cardiaco.

"Per guarire dalla malattia, è necessario sapere come eseguire la rigenerazione del cuore. In questo momento, nessuno può rigenerare un cuore completo, principalmente a causa della loro concentrazione sull'uso del muscolo cardiaco per far crescere più cellule del muscolo cardiaco", il Center for Vascular and Malattie infiammatorie. "I nostri risultati suggeriscono che potremmo aver bisogno di altre cellule del cuore, come l'epicardio (cellule che rivestono il cuore), per dare le istruzioni necessarie per la crescita del muscolo cardiaco".

Il meccanismo descritto dal team è stato pubblicato il 20 giugno sulla rivista Circulation Research.

Il gene regolatore dell'istone deacetilasi 3 (HDAC3, in breve) è noto per essere importante per lo sviluppo nei cardiomiociti, ma non è noto se svolga un ruolo specifico nello strato distaccato di cellule che rivestono il cuore. Per esplorare il ruolo dell'HDAC3 nello sviluppo del cuore, i ricercatori hanno modificato geneticamente i topi in modo che manchino di HDAC3 solo nelle cellule che rivestono il cuore. Nei topi fetali, hanno scoperto che quei cuori senza HDAC3 nel rivestimento del cuore avevano pareti compresse più sottili nei ventricoli del cuore: fondamentalmente, i cuori non sembravano crescere a sufficienza.

Il team di ricerca ha stabilito che le cellule che rivestono il cuore senza il regolatore del gene HDAC3 hanno anche prodotto meno dei due fattori di crescita che queste cellule normalmente pompano per incoraggiare la crescita del cuore, producendo anche più dei due microRNA. I microRNA sono piccoli frammenti di materiale genetico che controllano quali geni vengono attivati ​​e trasformati in proteine.

"Abbiamo lottato per mettere insieme i pezzi di questo meccanismo per molto tempo. Un giorno, il mio collega post-dottorato e autore principale dello studio Jihyun Jang, Ph.D., si è avvicinato a me ed ha espresso la brillante idea del dual- meccanismi di repressione dei microRNA che impediscono la formazione di fattori di crescita, cosa che alla fine si è rivelata vera!”, ha affermato il Dr. Lee. "Non saremmo stati in grado di completare questo studio senza preziosi contributi e approfondimenti da parte dei nostri coautori, nonché il supporto del Dipartimento di Chirurgia e del Centro per le malattie vascolari e infiammatorie".

Separatamente, hanno scoperto che HDAC3 disattiva i geni che codificano per due microRNA, consentendo la formazione di fattori di crescita e assicurando che il cuore cresca a grandezza naturale.

"Potresti chiederti, perché dovresti usare una strategia così complessa che richiede di passare attraverso un doppio freno per ottenere un cuore normale per svilupparsi? Bene, i regolatori genetici come HDAC3 si trovano in ogni cellula del corpo e anche i microRNA sono ovunque. Questi ostacoli normativi specifici consentono a questo processo di specializzarsi in diversi punti del corpo. Naturalmente, ciò significa anche che questi meccanismi cellulari possono avere applicazioni per altre malattie, come il cancro", ha affermato il dott. Lee. "Per alcune persone, questo meccanismo e questi risultati possono sembrare incredibilmente dettagliati. Se pensi alla vita, i dettagli contano. Se un piccolo errore va storto, tutto va a rotoli".

"Una delle condizioni di salute che ho studiato per la maggior parte della mia carriera sono i meccanismi sottostanti", ha affermato E. Albert Reis, MD, PhD, MBA, vicepresidente per gli affari medici, Università del Maryland e illustre professor John Z e Aiko Powers e preside della University of Maryland School of Medicine. Dietro i difetti strutturali alla nascita.La ricerca di base, come quella svolta in questo studio, è essenziale per noi per imparare come si sviluppa normalmente il corpo, in modo da poter individuare cosa non va con la malattia, e alla fine un giorno, in questo caso, possiamo trovare modi per prevenire i difetti cardiaci congeniti nella prossima generazione di neonati.

Per ulteriori informazioni: medschool.umaryland.edu

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