News

Perché fallisce il bypass coronarico venoso? Il ruolo della trombospondina-1

Che cosa accade quando una vena è “costretta” a comportarsi come un’arteria? Un innovativo studio del Monzino sulle dinamiche del rimodellamento del bypass venoso.

20 Gennaio Gen 2020 0000 one month ago
  • Maurizio Pesce, Gloria Garoffolo

La rivascolarizzazione del cuore ischemico mediante innesto di bypass coronarica (CABG) è la strategia gold-standard per i pazienti con malattia coronarica multivasale, poiché riduce la mortalità e i principali eventi cardiaci avversi e migliora la qualità della vita dei pazienti.

Soprattutto nelle stenosi più complesse, i vasi più comunemente utilizzati per il bypass sono le vene safene autologhe (SV), a causa della loro disponibilità, accessibilità e maneggevolezza. Tuttavia, gli innesti venosi possono andare incontro a complicanze sia nel breve sia nel lungo periodo. A lungo termine, questi bypass hanno, infatti, una pervietà cumulativa a 10 anni del 60%. Il restante 40% degli innesti va incontro alla cosiddetta malattia da innesto (trombosi, iperplasia dell’intima e infine aterosclerosi), un processo che ne determina l'occlusione progressiva, causando il fallimento del bypass e la recidiva della cardiopatia ischemica.

È ormai noto che nel fallimento dell'innesto sono coinvolte le forze meccaniche. Tuttavia, gli effetti dei singoli fattori non sono facili da determinare, a causa della difficoltà di integrare i segnali meccanici nei sistemi sperimentali e in vivo.

Il bioreattore impiegato nella sperimentazione. (clicca per vedere il video)

Per superare l’ostacolo, i ricercatori dell’Unità di Ingegneria tissutale del Monzino, diretta da Maurizio Pesce, hanno utilizzato un bioreattore che consente di riprodurre in laboratorio il processo di arterializzazione su frammenti di vena safena umana, sottoponendoli al tipo di flusso normalmente presente nei vasi coronarici.

I ricercatori hanno così scoperto che le forze meccaniche intervengono nell'attivazione del rimodellamento del bypass venoso per effetto delle forze meccaniche sugli strati concentrici formati da cellule muscolari lisce. In particolare, hanno osservato che l’esposizione alle forze di stiramento ciclico imposte dal flusso coronarico determina un cambiamento del loro fenotipo e la secrezione di Trombospondina-1, una proteina della matrice extracellulare coinvolta nella trasmissione del segnale del fattore TGF-β, uno degli effettori classici nella risposta pro-fibrotica.

I risultati ottenuti, convalidati in vitro e replicati in un modello di grande animale (maiale) in collaborazione con l’Università di Bristol (GB), dimostrano l’importanza delle forze meccaniche nei processi di rimodellamento vascolare ed aprono la strada a nuove metodologie di prevenzione della stenosi del bypass aorto-coronarico venoso. I vasi, infatti, potrebbero essere ‘pre-condizionati’ con farmaci in grado di abolire la risposta meccano-dipendente prima di essere impiantati nei pazienti.

In collaborazione con il Prof. Marco Agrifoglio dell’ Unità di Cardiochirugia, Sviluppo Nuove Iniziative, e con il Politecnico di Milano, – stiamo studiando la realizzazione di un “manicotto” di protezione, collegato a un circuito fluidico, che consenta il rilascio controllato di farmaci in situ durante l’intervento chirurgico di bypass, rendendo così possibile il condizionamento della vena prima che essa venga ‘costretta’ a funzionare come un’arteria.

Maurizio Pesce

Riferimenti
1. Garoffolo G, Ruiter MS, Pesce M. et al. Coronary mechanics in venous CABG failure.
2. Piola M, Ruiter M, Vismara R, Mastrullo V, Agrifoglio M, Zanobini M, Pesce M, Soncini M, Fiore GB. Full Mimicking of Coronary Hemodynamics for Ex-Vivo Stimulation of Human Saphenous Veins. Ann Biomed Eng. 2017;45(4):884-897. doi: 10.1007/s10439-016-1747-7. Epub 2016 Oct 17.