Il cuore che non si rigenera ci difende dal cancro: la scoperta di UniTs e Icgeb

A dirlo è uno studio appena pubblicato su Science, coordinato dall’Università di Trieste in collaborazione con l’Icgeb e il Centro Cardiologico Monzino Irccs: le forze meccaniche generate dal battito cardiaco frenano la proliferazione delle cellule tumorali, penetrando fino al nucleo cellulare e riscrivendo la regolazione epigenetica del cancro. A guidare la ricerca è Serena Zacchigna, professoressa di Biologia molecolare all’Università di Trieste e responsabile del laboratorio di Biologia cardiovascolare dell’Icgeb.

L’intuizione nasce da anni di studio sulla rigenerazione cardiaca. «Sappiamo che in pazienti in cui il cuore viene scaricato meccanicamente – come accade nei casi di scompenso cardiaco terminale, quando viene impiantato un dispositivo di assistenza ventricolare – compaiono tentativi di rigenerazione dei cardiomiociti», spiega Zacchigna. «Questo ci ha suggerito che le forze meccaniche blocchino la rigenerazione. Essendo rigenerazione e tumori entrambi eventi di proliferazione cellulare, ci siamo chiesti se gli stessi meccanismi potessero bloccare anche la crescita tumorale».

Per dimostrarlo, i ricercatori hanno usato tre sistemi sperimentali.

Nel primo modello, un cuore trapiantato a livello del collo continua a essere perfuso dal sangue, ma non pompa più, è meccanicamente scarico, e in queste condizioni i tumori crescono molto più rapidamente.

Nel secondo, tessuti cardiaci ingegnerizzati in laboratorio – frustoli di miocardio che battono – hanno permesso di modulare il carico e osservare direttamente la risposta delle cellule tumorali: meno battito, più proliferazione.

La terza e più potente conferma viene dai campioni umani: metastasi cardiache di pazienti con tumori del polmone, del colon o melanomi, confrontate con le metastasi degli stessi pazienti in altri organi. «Abbiamo la fortuna di collaborare con l’unità di anatomia patologica dell’Università di Trieste e Asugi», ricorda Zacchigna, «che possedeva già una casistica preziosa, frutto di un interesse storico per le patologie cardiache».

Tutte le lesioni cardiache, indipendentemente dal tumore di origine, mostrano la stessa firma molecolare: una sovraespressione delle demetilasi degli istoni. Gli istoni sono le proteine intorno a cui si avvolge il Dna: la loro demetilazione in certi punti compatta la cromatina e attiva geni inibitori che controllano la proliferazione cellulare. Quando il carico meccanico diminuisce, questi freni molecolari vengono meno e le cellule tumorali riprendono a dividersi. Il sensore chiave del meccanismo è la Nesprina-2, proteina dell’involucro nucleare che trasmette le forze fisiche dall’esterno della cellula fino al Dna.

«Questi esperimenti sono iniziati appena ho aperto il mio laboratorio all’Icgeb, nel 2015-2016», racconta Zacchigna. «È stato un puzzle assemblato con istituzioni che parlavano linguaggi molto diversi, da Oslo a Innsbruck a Londra».

Dieci anni di lavoro che aprono uno scenario terapeutico concreto, benché sperimentale. Il gruppo di Zacchigna sta collaborando con il laboratorio di robotica indossabile dell’Università di Siena per sviluppare piccoli dispositivi capaci di replicare le forze meccaniche del battito cardiaco e applicarle attorno a tumori superficiali della pelle o della mammella. «L’idea è di avvolgere questi tumori con dispositivi medici che riproducano le forze generate all’interno del cuore», spiega la ricercatrice. «Abbiamo già dei prototipi e risultati promettenti».

La prossima sfida, per Zacchigna, è trovare i fondi per portarli in clinica: «Sto passando gran parte del mio tempo a scrivere progetti e proposte per cercare finanziamenti».