Cervello-Immagine Credit Public Domain-
È stato dimostrato che gli idrogel sintetici forniscono un’impalcatura efficace per la crescita del tessuto neuronale nelle aree di danno cerebrale, fornendo un possibile approccio per la ricostruzione del tessuto cerebrale.
I cervelli in crescita in piatti di laboratorio possono sembrare qualcosa di un film di fantascienza, ora un team interdisciplinare di ricercatori dell’Università di Hokkaido ha fatto un passo in quella direzione. I ricercatori hanno usato materiali idrogel, in combinazione con cellule staminali neurali, per far crescere nuovo tessuto cerebrale. Questo è importante perché quando il tessuto nel nostro cervello è danneggiato, il tessuto neuronale non ha la stessa capacità rigenerativa di altre parti del nostro corpo, come la pelle.
Il primo passo per i ricercatori è stato lo sviluppo di un materiale idrogel in cui le cellule staminali neurali potessero sopravvivere. Hanno scoperto che un gel neutro realizzato con parti uguali di monomeri caricati positivamente e negativamente ha prodotto la migliore adesione cellulare. I ricercatori hanno quindi aggiustato i rapporti delle molecole reticolanti per ottenere una rigidità simile a quella del tessuto cerebrale; i pori sono stati quindi creati nel gel in cui le cellule potevano essere coltivate.
Immagine: fotografia dell’idrogel semitrasparente utilizzato in questo studio. Credito: Satoshi Tanikawa et al, Rapporti scientifici , 14 febbraio 2023. DOI: 10.1038/s41598-023-28870-z-
Spiegano gli autori:
“La rigenerazione neurale è estremamente difficile da ottenere. Nelle lesioni cerebrali traumatiche, la perdita di volume del parenchima cerebrale ostacola la rigenerazione neurale. In questo studio, l’ingegneria dei tessuti neuronali è stata eseguita utilizzando idrogel caricati elettricamente composti da monomeri cationici e anionici in un rapporto 1:1 (idrogel C1A1), che fungevano da impalcatura efficace per l’attaccamento delle cellule staminali neurali (NSC)“.
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“Quando ho visto la struttura 3D degli idrogel porosi che il mio collega Tomáš ha mostrato in una riunione, ho pensato che potessero essere utilizzati nei trattamenti rigenerativi come impalcatura per la crescita delle cellule nervose“, ha ricordato l’autore principale dello studio, Satoshi Tanikawa.
Una volta che i gel sono stati ottimizzati, sono stati immersi in un siero del fattore di crescita per incoraggiare la crescita dei vasi sanguigni, quindi sono stati impiantati in aree danneggiate del cervello in un modello murino. Dopo tre settimane, i ricercatori hanno scoperto che le cellule immunitarie e le cellule neuronali del tessuto cerebrale circostante erano entrate nell’idrogel e che i vasi sanguigni erano cresciuti.
A questo punto, i ricercatori hanno iniettato cellule staminali neurali nell’idrogel. Dopo 40 giorni, il tasso di sopravvivenza delle cellule staminali era alto e alcune si erano differenziate in nuove cellule astrocitarie o cellule neuronali. È stato osservato che le cellule ospiti si sono infiltrate nell’idrogel, mentre alcune nuove cellule neuronali dall’idrogel sono migrate nel tessuto cerebrale circostante, mostrando un certo grado di integrazione tra l’idrogel e il tessuto cerebrale dell’ospite.
La natura graduale del processo è stata fondamentale, poiché l’impianto dell’idrogel e il trapianto simultaneo delle cellule staminali neurali si sono rivelati infruttuosi. Questo studio segna un passo importante verso lo sviluppo di terapie che coinvolgono la rigenerazione del tessuto cerebrale; le fasi successive riguardano lo studio della tempistica ottimale del trapianto e l’effetto della risposta infiammatoria sulle cellule trapiantate.
“Le condizioni che colpiscono i vasi sanguigni nel cervello, come l’infarto cerebrale, sono una delle principali malattie“, ha commentato Tanikawa. “Non solo hanno un alto tasso di mortalità, ma quelli che sopravvivono lottano con gravi postumi. Penso che questa ricerca diventerà la base per trattamenti medici che potrebbero aiutare questi pazienti”.
Lo studio è pubblicato sulla rivista Scientific Reports.
Fonte:Scientific Reports
