(Lesioni muscolari- Immagine:Patricia Rico e Ana Rodríguez (UPV-CIBERBBN)-Credito: UPV).
Un team dell’Universitat Politècnica de València (UPV) e del CIBER Bioengineering, Biomaterials and Nanomedicine (CIBER-BBN) ha progettato e testato, a livello preclinico, un nuovo biomateriale per il trattamento e il recupero delle lesioni muscolari. Si tratta di un idrogel di alginato caricato di boro che dovrebbe essere somministrato con un’iniezione sottocutanea. Secondo i test effettuati fino ad ora su modelli animali, il gel è in grado di rigenerare il muscolo danneggiato molto rapidamente, nello specifico, nella metà del tempo necessario per rigenerarsi naturalmente.
Questo gel, risultato di un notevole progresso scientifico, potrebbe essere applicato anche alla prevenzione e al trattamento dell’atrofia muscolare associata all’invecchiamento. I risultati del lavoro di questi ricercatori spagnoli sono stati pubblicati sulla rivista Scienza dei Materiali e Ingegneria.
La chiave per le alte prestazioni di questo biomateriale risiede nel rilascio di boro, con il quale l’idrogel viene caricato in modo semplice. Quando viene rilasciato, il boro stimola le integrine -proteine che sono presenti in tutte le cellule del corpo e svolgono un ruolo fondamentale nell’adesione delle cellule alla matrice extracellulare- che generano una corretta formazione dei tessuti.
Secondo il team UPV e CIBER-BBN, la stimolazione simultanea delle integrine che legano la fibronectina e il trasportatore di ioni boro (NaBC1) migliora significativamente la rigenerazione muscolare a livello anatomico inducendo un maggior numero di aderenze di maggiori dimensioni nelle cellule muscolari indifferenziate che sono quelle che partecipano nella rigenerazione muscolare dopo un infortunio. In definitiva il gel favorisce la formazione di miotubi differenziati necessari per la corretta creazione di nuove fibre muscolari rigeneranti.
“Nei test che abbiamo effettuato nei nostri laboratori dopo aver indotto una lesione acuta con cardiotossina (veleno di serpente cobra) nei topi, l’attivazione di NaBC1 ha accelerato il processo di rigenerazione muscolare. Abbiamo verificato che, aggiungendo boro alle cellule muscolari danneggiate, il loro livello di adesione è aumentato in modo più veloce e più robusto, permettendo al muscolo di rigenerarsi in un periodo di tempo più breve “, aggiunge la Dott.ssa Patricia Rico, ricercatrice presso il CIBER-BBN presso il Center for Biomaterials and Tissue Ingegneria dell’Universitat Politècnica de València.
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Pertanto, questo lavoro suggerisce un modo semplice e nuovo per ottenere la rigenerazione muscolare attraverso l’interazione tra recettori specifici sulla membrana cellulare. “Se, ad esempio, una lesione fibrillare di secondo grado impiega 30 giorni per rigenerarsi, l’uso del nostro idrogel riduce il tempo di recupero a 15 giorni“, osserva Patricia Rico.
Il team del Dottor Rico sta attualmente lavorando allo studio dell’applicazione di questo nuovo biomateriale al trattamento delle distrofie muscolari come la distrofia muscolare di Duchenne, una rara malattia ereditaria che colpisce 1 bambino su 100.000. “Il nostro obiettivo è valutare le possibilità del nostro sistema di trattare la distrofia che di solito si manifesta tra i due ei tre anni di età e che, essendo una malattia degenerativa, riduce drasticamente l’aspettativa di vita di questi bambini”, conclude Patricia Rico.
Punti salienti di questa ricerca sulle lesioni muscolari:
- 1)Stimolazione simultanea di integrine leganti la fibronectina e trasportatore di borato
- 2)Genera tensione intracellulare rafforzando l’attaccamento cellulare
- 3)L’incremento dell’adesione dei mioblasti induce la fusione e la maturazione del miotubo in vitro
- 4)Nuovo modo per potenziare e accelerare la rigenerazione muscolare in vivo.
Spiegano gli autori:
“Il tessuto muscolare possiede un innato potenziale rigenerativo che coinvolge un processo estremamente complicato e sincronizzato su cui le cellule staminali muscolari residenti giocano un ruolo importante: si attivano dopo un infortunio, differenziano e fondono originando nuove miofibre per la riparazione muscolare. Sono stati compiuti notevoli sforzi per progettare nuovi approcci basati su sistemi materiali per potenziare la riparazione muscolare ingegnerizzando la matrice extracellulare muscolare e / o includendo fattori / cellule solubili, cercando di ricapitolare i segnali biofisici e biochimici chiave presenti nella nicchia muscolare. Questo lavoro propone un approccio diverso e semplice per potenziare la rigenerazione muscolare sfruttando l’interazione tra specifici recettori della membrana cellulare. La stimolazione simultanea del trasportatore di borato, NaBC1 (codificato da SLC4A11gene) e le integrine leganti la fibronectina hanno indotto un numero e una dimensione più elevati di aderenze focali, una maggiore diffusione cellulare e fibre di stress dell’actina, rafforzando l’attaccamento dei mioblasti e fornendo una risposta migliorata in termini di fusione e maturazione del miotubo. Il NaBC1 stimolato ha generato uno stato guidato dall’adesione attraverso un meccanismo che coinvolge la co-localizzazione simultanea di NaBC1 / α 5 β 1 / α v β 3 . Abbiamo progettato e caratterizzato un idrogel di alginato caricato con borace per un’efficace attivazione di NaBC1 in vivo. Dopo aver indotto una lesione acuta con cardiotossina nei topi, il NaBC1 attivo ha accelerato il processo di rigenerazione muscolare. I nostri risultati propongono un nuovo approccio biomateriale per la riparazione muscolare“.
astratto grafico
Fonte: Science
