Lo studio sulla mappa del cuore umano è stato pubblicato su Nature.
Un’orchestra all’unisono
Fare una mappa del cuore umano, cellula per cellula. Il primo atlante delle cellule cardiache umane ha preso vita grazie a un team di scienziati del Howard Hughes Medical Institute. L’atlante è una collezione di mappe che mostrano quasi mezzo milione di cellule cardiache, identificando il ruolo di ognuna nella sinfonia del battito. Infatti, anche se non ce ne accorgiamo quasi mai, l’incessante battito del cuore è una performance complessa. Come un’orchestra, le cellule devono essere maestre del proprio ruolo e del ruolo altrui, lavorando come un unisono. Per comprendere la sinfonia, i ricercatori hanno analizzato sei regioni di quattordici cuori donati, costruendo un database dettagliato utilissimo nello studio delle malattie cardiache, prima causa mondiale di morte tra gli esseri umani.
L’importanza della normalità
Per capire cosa non va in un cuore dobbiamo prima “sapere cosa è normale”, a detta di Christine Seidman, autrice primaria dello studio. Entusiasmante l’affermazione di Douglas Mann, co-autore, che dice di poter “riassumere l’esperienza in una sola parola: monumentale”. A detta di Mann infatti “è un enorme traguardo e sarà una fantastica fonte di riferimento per il campo”. Le cellule cardiache si sono dimostrate particolarmente difficili da studiare. Questo perché a differenza di altri tessuti o delle cellule tumorali, non ci sono cellule cardiache che possono venir riprodotte a oltranza in laboratorio. Di conseguenza la maggior parte degli studi cardiaci è compiuta sui topi, i cui cuori hanno differenze sostanziali rispetto ai nostri.
Un dono prezioso
Per la ricerca è difficile trovare cuori umani in salute, visto che la maggior parte degli organi donati si usa per i trapianti. Il team di Seidman si è affidata ai cuori congelati che per qualche motivo non hanno trovato posto nella lista dei trapianti. Gli scienziati hanno quindi utilizzato questi doni preziosi per sequenziare il ruolo di ogni singola cellula. Tramite le sequenze hanno poi costruito una mappa delle cellule in sei regioni di quattordici cuori umani. “Per la prima volta abbiamo un codice postale per ogni cellula cardiaca umana” afferma Seidman. Il team ha analizzato inoltre i livelli di RNA delle cellule, utilizzando marcatori fluorescenti per osservare i dettagli molecolari delle loro funzioni.
Analizzare nel profondo
Una mappa del cuore umano che si rispetti identifica non solo dove si trovano le cellule, ma anche quali proteine producono. Il team si è mosso in questa direzione, ad esempio utilizzando l’atlante per comparare cellule sane e malate. Con un metodo simili si potrebbero localizzare differenze e anomali e sviluppare nuove terapie contro le malattie cardiache. In aggiunta, nonostante il piccolo campione di cuori disponibili, la mappa ha rivelato alcune sorprese. Alcune zone del cuore hanno una maggiore diversità cellulare di quanto pensato fino a ora. O ancora, c’è una certa differenza tra i cuori maschili e femminili. Un cuore femminile ha maggior densità di cellule muscolari cardiache chiamate cardiomiciti in proporzione a quello maschile.
Uniti nelle differenze
Nonostante le differenze “quella che vediamo è una nette eterogeneità – nei termini della diversità cellulare che ora sappiamo essere fondamentale per il cuore umano. Ma anche nei termini delle differenze tra le aree cardiache”, afferma il cardiologo Hugh Watkins. “Il cuore è un organo ancora più complesso di quanto pensassimo!”.
L’atlante è parte del Human Cell Atlas initiative, un progetto nata dalla Chan Zuckerberg Foundation che vuole creare una mappa dei tipi cellulari in tutto il corpo umano. “Serve tanta gente per una cosa del genere” afferma Seidman, il cui team ha collaborato con una serie di professionisti del cuore per completare il database dell’atlante. I ricercatori mirano a espandere l’atlante ulteriormente grazie a un maggior numero di campioni e stanno già iniziando a comparare le cellule sane con quelle malate. “Alla fine, ciò che vogliamo davvero è sapere come le diverse cellule collaborano e connettono tra loro a un livello funzionale microscopico” afferma Watkins. “Sappiamo che è un progetto ambizioso, ma l’atlante cardiaco è un grandissimo primo passo”
Daniele Tolu
