Svelato il legame tra la gravità dell’infarto e il ritmo circadiano

Il meccanismo molecolare alla base del motivo per cui gli attacchi di cuore possono variare in gravità a seconda dell’ora del giorno è stato scoperto dai ricercatori dell’UTHealth Houston, aprendo potenzialmente la strada a trattamenti innovativi che si allineano con il ritmo circadiano naturale.

 

 

Il meccanismo molecolare alla base del motivo per cui gli attacchi di cuore possono variare in gravità a seconda dell’ora del giorno è stato scoperto dai ricercatori dell’UTHealth Houston, aprendo potenzialmente la strada a trattamenti innovativi che si allineano con il ritmo circadiano naturale.

I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature.

Ricerche precedenti hanno dimostrato che la gravità del danno cardiaco dopo un infarto miocardico acuto, o infarto, varia a seconda dell’ora del giorno, con attacchi mattutini che provocano danni più significativi e risultati peggiori.

Tuttavia, le ragioni alla base di queste variazioni sono rimaste poco chiare.

“Se hai un infarto al mattino, è più probabile che tu abbia aritmie fatali, insufficienza cardiaca e hai maggiori probabilità di morire a causa di esso. La domanda che ci siamo posti è ‘Perché?'”, ha detto Holger Eltzschig, autore senior e presidente e professore del Dipartimento di Anestesiologia, Terapia Intensiva e Medicina del Dolore presso la McGovern Medical School dell’UTHealth Houston.

I ricercatori hanno identificato un’interazione tra due proteine, BMAL1 e HIF2A, come fattore chiave alla base delle differenze nell’ora del giorno nella gravità del danno cardiaco a seguito di un infarto.

BMAL1 è una proteina fondamentale del ritmo circadiano, responsabile della regolazione di processi biologici come i cicli sonno-veglia, il metabolismo e il rilascio di ormoni.

HIF2A aiuta il corpo ad adattarsi all’ipossia – bassi livelli di ossigeno – stimolando la produzione di globuli rossi, promuovendo la crescita di nuovi vasi sanguigni e migliorando la sopravvivenza cellulare in condizioni di basso ossigeno.

Gli attacchi cardiaci si verificano quando il flusso sanguigno al cuore è bloccato e il muscolo inizia a morire per mancanza di ossigeno.

I ricercatori hanno scoperto che questa interazione tra BMAL1 e HIF2A regolava il modo in cui le cellule cardiache nei topi rispondevano a bassi livelli di ossigeno dopo un infarto, modulando la risposta del cuore alle lesioni.

Nello studio preclinico, i ricercatori hanno scoperto che gli attacchi cardiaci che si sono verificati intorno alle 3 del mattino hanno provocato danni maggiori al cuore, tra cui infarti di dimensioni maggiori e aumento del rischio di insufficienza cardiaca.

Gli attacchi cardiaci che si sono verificati alle 15:00 sono stati meno gravi e il cuore è stato in grado di adattarsi meglio ai bassi livelli di ossigeno e promuovere una guarigione efficiente.

La ricerca ha anche rivelato che le proteine BMAL1 e HIF2A hanno come bersaglio un gene specifico, l’amphiregulin (AREG), che svolge un ruolo vitale nella regolazione dell’entità del danno cardiaco durante il giorno.

Prendendo di mira il percorso BMAL1 e HIF2A-AREG con i farmaci, i ricercatori hanno scoperto che potrebbero fornire una protezione significativa al cuore, soprattutto quando i trattamenti sono stati programmati per allinearsi con la fase circadiana del corpo.

Secondo Eltzschig, i futuri studi clinici devono valutare se l’allineamento dei trattamenti con l’orologio interno del corpo può migliorare i risultati dei pazienti.

“Questa scoperta apre nuove strade per il trattamento degli attacchi cardiaci considerando i tempi di somministrazione dei farmaci”, ha detto Eltzschig, che è John P. e Kathrine G. McGovern Distinguished University Chair presso la McGovern Medical School.

“I nostri risultati evidenziano il potenziale di utilizzare farmaci mirati verso quelle proteine per ridurre la gravità degli attacchi cardiaci quando somministrati in momenti specifici. Allo stesso modo, i pazienti sottoposti a cardiochirurgia possono trarre beneficio da tali farmaci, come l’attivatore del fattore inducibile dall’ipossia vadadustat, se somministrato prima dell’operazione”.

Il team di ricerca comprendeva Kuang-Lei Tsai, assistente professore, e Tao Li, PhD, ricercatore post-dottorato e co-primo autore, del Dipartimento di Biochimica e Biologia Molecolare della McGovern Medical School.

Utilizzando la microscopia crioelettronica ad alta risoluzione, sono stati in grado di rivelare le interazioni strutturali dettagliate tra BMAL1 e HIF2A per supportare il futuro sviluppo di farmaci mirati al complesso BMAL1-HIF2A.

Questo lavoro ha fornito la prima prova molecolare diretta della loro formazione complessa e ha offerto intuizioni critiche che potrebbero guidare lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche, ha detto Eltzschia.