Individuate le cellule del sistema immunitario legate alle coronaropatie

Le coronaropatie, o cardiopatie coronariche, sono patologie cardiache causate da un accumulo di depositi di colesterolo e calcio sulle pareti interne delle arterie. Questi accumuli formano la placca aterosclerotica, che crescendo di volume, può ostruire, prima parzialmente e poi del tutto, le arterie coronarie, riducendo l’apporto di sangue e ossigeno al muscolo cardiaco, causando dolore, difficoltà respiratoria e anche l’arresto cardiaco. Il dott. Marcello Rubino, sotto la guida del professor Gianluigi Condorelli e all’interno del suo percorso di post dottorato in Humanitas, ha identificato le popolazioni di cellule del sistema immunitario associate allo sviluppo delle coronaropatie.

Facciamo un passo indietro. Era già nota in letteratura una parziale associazione tra un aumento dei monociti nel sangue periferico e le malattie delle coronarie. I monociti sono un tipo particolare di globuli bianchi, fanno parte dell’immunità innata, la prima difesa del nostro corpo. La presenza massiccia di queste cellule avviene, generalmente, durante un’alterazione dello stato normale di salute, come in caso di infezione, in presenza di un corpo estraneo, di una lesione tissutale, o di presenza di una massa cellulare non benefica, come, appunto, la placca sclerotica.

I monociti però sono una popolazione malleabile di cellule, che hanno diversi stati di attivazione e diverse funzioni, per poter rispondere ai diversi problemi dell’organismo. Ad ora, non si sapeva quali esattamente tra loro fossero “i monociti delle coronaropatie”. Il dott. Rubino ha identificato il sottotipo di monocita in questione grazie a una tecnica all’avanguardia che si chiama RNA a singola cellula.

La potenza dell’RNA a singola cellula

La tecnica di sequenziamento dell’RNA a singola cellula dà la possibilità di studiare ogni singola cellula presente nel materiale biologico selezionato e identificare la loro presenza distinguendo una cellula dall’altra, basandosi su un profilo di espressione genica. Prima di questa nuova tecnologia il sequenziamento dell’RNA (la molecola coinvolta nell’espressione dei geni) poteva essere fatto solo su campioni che comprendevano da migliaia a milioni di cellule.

Oggi, invece, si possono sequenziare anche le singole cellule e questo ovviamente consente un livello di precisione molto più elevato e la possibilità di “conoscere” e individuare le cellule una per una.

Una tecnica di questo genere può essere applicata sia alle biopsie conservate nelle biobanche sia ai campioni di sangue periferico dei pazienti.

L’identificazione dei monociti

«Qui in Humanitas, in collaborazione con l’ospedale Monzino, mi sono occupato di testare una serie di biopsie e anche il sangue periferico di un gruppo di pazienti che presentano diversi gradi di patologia delle coronarie. Grazie al protocollo che ho potuto mettere a punto, basato sulla tecnica dell’RNA a singola cellula, e alle analisi del mio collega bioinformatico, siamo riusciti a identificare il sottotipo di monocita che indica la presenza della patologia. Abbiamo rilevato la presenza di questo specifico monocita sia nel sangue periferico sia nelle placche, a conferma delle nostre ipotesi» ha spiegato il dott. Marcello Rubino.

Sviluppi futuri

L’RNA a singola cellula, in questo come in altri protocolli, può dare informazioni molto utili: l’obiettivo finale è quello di mettere a punto terapie personalizzate sul singolo paziente o comunque su sottogruppi di pazienti che presentano situazioni simili.

«Stiamo cercando di caratterizzare meglio la funzione dei monociti identificati e in futuro ci sarà, magari, la possibilità di fare approfondimenti su modelli murini. Un secondo passaggio, infatti, potrebbe essere quello di verificare se eliminando questo sottotipo di monocita si riesca o meno a prevenire la patologia» sottolinea Rubino.

Altro elemento da indagare sarebbe l’origine ematopoietica di questo monocita, ricostruendo il suo percorso all’origine, alla nascita, prima che arrivi nel sangue e infine vada a formare la placca.

Eliminare le cellule immunitarie legate alle coronaropatie

La patologia delle coronarie di cui stiamo parlando, è caratterizzata da una placca stenotica, cioè che restringe il vaso sanguigno. Questa è formata tra le altre cose dai monociti identificati dal dott. Rubino, che una volta arrivati a destinazione si trasformano in macrofagi (cellule che normalmente svolgono il ruolo di spazzini) e richiamano altre cellule, andando a formare la placca stessa.

È possibile che eliminando il tipo specifico di monocita identificato la placca non si formi. Si tratta di un percorso di Ricerca lungo, e sono ancora molti i dati da raccogliere e analizzare, ma potrebbe trattarsi di una strada interessante da percorrere.

Lo studio sulle cardiomiopatie

Accanto al progetto di Ricerca incentrato sulle patologie delle coronarie, il dott. Marcello Rubino e lo staff del professor Condorelli stanno conducendo una ricerca per il Ministero della Salute sulle cardiomiopatie.

È stato dimostrato in passato che la caratteristica comune a tutte le cardiomiopatie è la fibrosi cardiaca, campo di expertise di Rubino. «La componente infiammatoria è molto importante nelle cardiomiopatie e per questo stiamo conducendo un progetto di immunophenotyping, cioè una caratterizzazione del fenotipo delle cellule immunitarie legate ai diversi tipi di cardiomiopatie – spiega Rubino –. Vogliamo capire se è possibile riscontrate tipi diversi di infiammazione in relazione alle diverse tipologie di cardiomiopatie. Per farlo stiamo usando una tecnica che si chiama trascrittomica spaziale digitale, in grado di dirci come le cellule sono distribuite, in questo caso, all’interno del cuore e associate, focalizzandoci, nel nostro caso, su quelle della fibrosi cardiaca».

In sostanza si ottiene una sorta di mappa delle cellule dei cuori malati per capire nel dettaglio in che modo le cellule dei loro tessuti sono diverse da quelle dei cuori sani. Inoltre, Rubino e colleghi stanno anche studiando, grazie a un’altra tecnica che si chiama proteomica, quali sono le proteine del sistema immunitario associate alle diverse cardiomiopatie per conoscere sempre meglio questa famiglia di patologie e mettere a punto terapie mirate. Le cardiomiopatie sono simili nei sintomi e negli esiti ma differiscono a livello cellulare e molto probabilmente anche nella risposta immunitaria associata. Saperlo significa poter curare meglio e con maggiore efficacia i pazienti.

Grazie al tuo sostegno possiamo mettere a punto terapie personalizzate sul singolo paziente o su sottogruppi di pazienti che presentano situazioni simili.