Trattamentio della cardiomiopatia ischemica con proteine ed esosomi derivati da cellule mesenchimali stromali amniotiche
Codice progetto: PNRR-MCNT2-2023-12377739
PI: Massimiliano Gnecchi
Ente richiedente: Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo
Titolo: Trattamento della cardiomiopatia ischemica con proteine ed esosomi derivati da cellule mesenchimali stromali amniotiche
Durata del progetto: 24 mesi
Riassunto: La cardiomiopatia ischemica è una delle principali cause di mortalità e morbidità a lungo termine a livello mondiale, con un forte impatto sui costi dei sistemi sanitari pubblici. Le terapie attualmente disponibili possono parzialmente prevenire il rimodellamento ventricolare negativo che si verifica dopo un infarto miocardico non riperfuso e migliorarne la prognosi. Tuttavia, ancora molti pazienti sviluppano insufficienza cardiaca post-ischemica. Il trapianto di cuore rappresenta l'unica cura per questa condizione, ma è ostacolato da diverse limitazioni. Di conseguenza, è necessario individuare nuove strategie per prevenire o riparare i danni cardiaci post-ischemici.
Recentemente è stato dimostrato che le cellule stromali mesenchimali isolate dalla membrana amniotica della placenta umana (AMSC) producono elevate quantità di fattori secreti in grado di svolgere un’azione cardio-protettiva e cardio-riparativa nei modelli animali. Inoltre, le AMSC sono più efficaci delle MSC adulte di origine midollare che nel corso degli anni tendono a perdere potere terapeutico a causa dell'invecchiamento e della diminuzione di molti fattori paracrini da esse prodotti. Questi risultati suggeriscono che uno studio approfondito per definire il ruolo dei fattori contenuti nel secretoma delle AMSC possa portare all'identificazione di nuove terapie per il trattamento della cardiomiopatia ischemica.
L’utilizzo di fattori secreti sarebbe più facilmente trasferibile alla pratica clinica rispetto alle terapie cellulari che presentano diversi limiti: problemi di produzione su larga scala, regolamentazione, scarso attecchimento, necessità di vie di somministrazione complesse e possibili effetti collaterali se infuse per via endovenosa, mancanza di supporto dell'industria farmaceutica per lo sviluppo di prodotti cellulari e trial clinici.
Il nostro progetto propone di sviluppare un protocollo di espansione delle AMSC in condizioni certificate per uso clinico e di analisi dei componenti attivi del secretoma delle AMSC. Il secretoma contiene sia proteine sia esosomi (EXO) che possono potenzialmente esercitare effetti cardioprotettivi e anti-rimodellamento. Risultati preliminari presenti in letteratura suggeriscono che gli EXO derivati dalle MSC da soli possano esercitare gli stessi effetti ottenuti somministrando l'intero secretoma. Proponiamo di verificare se questo accade anche con le AMSC confrontando gli effetti cardio-protettivi e cardio-riparativi esercitati dagli EXO rispetto al mezzo condizionato delle AMSC. Gli effetti cardio-protettivi, anti-rimodellamento, pro-angiogenici e pro-cardiogenici esercitati dagli esosomi saranno testati mediante saggi in vitro ed uno studio in vivo su un modello murino di cardiomiopatia ischemica.
Inoltre, abbiamo già raccolto numerosi dati di trascrittomica e proteomica che hanno portato all'identificazione di diversi fattori paracrini noti e di nuovi fattori rilasciati dalle AMSC. Da un'attenta analisi di questi dati abbiamo creato una lista di proteine con proprietà sconosciute. Dunque, proponiamo di investigare i potenziali effetti terapeutici di questi candidati mediante esperimenti di knock-out e knock-in sia in vitro che in vivo utilizzando lo stesso modello animale descritto sopra.
Ipotizziamo che l’utilizzo di questa strategia combinata per lo studio sia degli esosomi che delle proteine possa aumentare la possibilità di successo di questo progetto, con importanti implicazioni pratiche per la traslazione delle terapie molecolari per il trattamento della cardiopatia ischemica.