Prima che siano presenti segni o sintomi fisici di insufficienza cardiaca, i primi cambiamenti disadattivi si verificano nel metabolismo delle cellule cardiache: il modo in cui il cuore si alimenta costantemente per pompare il sangue attraverso il corpo. Normalmente le nostre cellule bruciano glucosio per estrarne energia. Questo avviene per la maggior parte dei tessuti umani come muscoli, cervello, reni o intestino. Per il cuore c’è un eccezione: normalmente esso utilizza gli acidi grassi come fonte di energia, non il glucosio. Infatti, esso ha un particolare bisogno di due fattori cellulari che ne permettono l’utilizzazione, la carnitina e il coenzima Q. Il cuore usa i grassi perché a pari unità generano quasi quattro volte più energia rispetto agli zuccheri. Al contrario, esso ad usare il glucosio proprio quando inizia a scompensarsi ma questo purtroppo peggiora solo le cose. Ricercatori dei College of Medicine e Wexner Medical Center dell’Ohio State University, hanno identificato un processo metabolico nel cuore che, se trattato, potrebbe un giorno impedire o rallentare la progressione dello scompenso cardiaco. Il team di ricerca è stato diretto dal Dr. Doug Lewandowski, che ha fatto pubblicare i risultati sono pubblicati sulla rivista Circulation della American Heart Association.

Per questa ricerca, il team ha esaminato modelli sia di topi malati di scompenso cardiaco che tessuto cardiaco umano ottenuto da pazienti trapiantati con un pacemaker. Hanno così scoperto che la quantità di un intermedio grasso chiamato acil-CoA, è quasi del 60% inferiore nei cuori in difetto rispetto ai cuori normali. Questa interruzione nel normale metabolismo del cuore crea grassi tossici, che compromettono la capacità del cuore di funzionare e pompare correttamente. Quindi il team ha testato topi che hanno sovraespresso un gene per un enzima chiamato ACSL1, che è noto per produrre acil-CoA. Quando esposti a condizioni che causano insufficienza cardiaca, i topi continuavano a produrre quantità normali di acil-CoA e l’estensione dello scompenso cardiaco veniva ridotta e ritardata. Mantenendo i giusti livelli di acil-CoA, i cuori hanno conservato la loro capacità di bruciare i grassi e generare energia. Cosa importante, la sovraespressione di ACSL1 riduce anche i grassi tossici e riduce la perdita progressiva di funzionalità nei cuori ingranditi dei topi malati. Quando il team ha esaminato il fallimento dei cuori umani che hanno avuto l’aiuto di un dispositivo di assistenza ventricolare sinistro (LVAD), hanno riscontrato effetti simili: i livelli di acil-CoA erano tornati normali quando i cuori malati non dovevano lavorare oltre la loro capacità.

Come prossimo passo, la squadra di Lewandowski vuole esplorare come normalizzare l’acil-CoA aiuta a ridurre i grassi tossici e aumentare i grassi protettivi all’interno del cuore. Presto, sperano di utilizzare l’imaging avanzato per monitorare il metabolismo dei grassi e funzionare nei cuori dei pazienti. Il Dr. Lewandowski ha continuato: “Questo ci dice che esiste una relazione importante tra il metabolismo dei grassi nel cuore e l’incapacità di pompare bene, e abbiamo bisogno di saperne di più. Crediamo che mirare alla normalizzazione dell’acil-CoA attraverso la terapia genica o farmacologica o, potenzialmente, i protocolli dietetici, sia un nuovo approccio da esplorare. L’insufficienza cardiaca è l’unica forma di malattia cardiaca che non è diminuita in 35 anni, poiché risultati come questi aiutano a identificare le basi metaboliche della malattia, danno speranza per nuove promettenti terapie per i pazienti. Abbiamo bisogno di capire come stiamo manipolando le reazioni chimiche e cosa sta portando esattamente al miglioramento, quindi possiamo vedere se possiamo fornire al cuore grassi, integratori o farmaci che aiutano a creare acil-CoA. sul tentativo di prevenire o rallentare la progressione verso l’insufficienza cardiaca”.

• A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Goldenberg JR et al., Lewandowski ED. Circulation. 2019 Mar 26.

Horton JL et al. Recchia FA, Kelly DP. JCI Insight 2019 Feb 21;4(4). 

Goldberg IJ et al., Chen J. Circulation. 2018 Jul 17; 138(3):305-315.