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Trovato gene che genera il battito cardiaco e controlla la frequenza cardiaca

 

La proteina codificata dal gene Hcn4, un canale ionico di membrana, determina la frequenza cardiaca ed è essenziale per la sopravvivenza

La ricerca pubblicata dal gruppo di Dario DiFrancesco, direttore del PaceLab, Laboratorio di Fisiologia Molecolare e Neurobiologia dell'Università di Milano, sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences USA, dimostra per la prima volta che il battito del cuore è regolato in modo diretto da una particolare proteina codificata dal gene Hcn4, che funge da canale ionico, chiamato canale "funny" o canale del "pacemaker". La presenza dei canali "funny" nelle cellule autoritmiche cardiache è essenziale per la generazione dell'attività spontanea e per la modulazione della frequenza.

Il laboratorio di DiFrancesco opera da decenni nel campo della ricerca sperimentale cardiaca e più specificamente nello studio dell'attività pacemaker del cuore. Questi studi partono dalla scoperta dei canali "funny" fatta di DiFrancesco alla fine degli anni '70.

Molti studi precedenti del laboratorio di Di Francesco hanno messo in evidenza il legame tra i canali "funny" e l'attività ritmica de cuore.

Per esempio nel 2006 è stata individuata in una famiglia italiana una mutazione del canale "funny" che causa una forma di bradicardia sinusale asintomatica (Milanesi et al., 2006). Inoltre, una molecola che blocca specificamente la funzione di questi canali (ivabradina), è ora in commercio come farmaco che induce lo specifico rallentamento della frequenza cardiaca senza effetti collaterali; tale farmaco viene oggi usato nella terapia dell'angina pectoris (Bucchi et al., 2002; DiFrancesco & Camm, 2004).

Tuttavia, un'evidenza diretta della funzione dei canali "funny" nel controllo dell'attività ritmica e della frequenza non era ancora disponibile. Lo studio pubblicato su PNAS dimostra ora in modo diretto la funzione di queste proteine-canale. Lo studio è basato sulla generazione di topi geneticamente modificati, in cui la disattivazione del gene Hcn4 nel cuore porta ad una diminuzione della frequenza. Il rallentamento del cuore è proporzionato alla quantità di proteine-canale rimosse dalla membrana cellulare. Il lavoro dimostra che il canale "funny" controlla direttamente la frequenza cardiaca, ed è indispensabile per la sopravvivenza.

Lo studio apre prospettive di evidente interesse clinico. Il controllo della frequenza cardiaca è un aspetto fondamentale di diverse terapie antiaritmiche. La dimostrazione che i canali "funny" sono i determinanti dell'attività pacemaker cardiaca implica la possibilità di intervenire specificamente sul meccanismo del controllo del cronotropismo senza effetti collaterali nocivi.

Alcuni risultati preliminari in letteratura (vedi per esempio Calò et al, 2010) dimostrano in effetti che le molecole bloccanti i canali "funny", in particolare l'ivabradina (nome commerciale Procoralan, Servier), hanno azione antiaritmica, nonostante questi risultati debbano essere confermati da studi più completi e dettagliati.

Redazione MolecularLab.it 12/01/2011