SISSA. Medicina rigenerativa: messi a punto nuovi nanodispositivi in grado di favorire la differenziazione delle cellule staminali

Progetto Nanoscale

Medicina rigenerativa: messi a punto nuovi nanodispositivi

in grado di favorire la differenziazione delle cellule staminali

 

Nuove prospettive si aprono per il futuro della medicina rigenerativa dei tessuti, grazie alla messa a punto di nuovi sistemi di coltura cellulare, capaci di influenzare specifici aspetti del comportamento delle cellule e riprodurli in laboratorio. Una strada sulla quale sono incamminati diversi team di ricerca nel mondo, che registra un passo avanti grazie ai ricercatori del progetto NanoScale, promosso da un consorzio multidisciplinare coordinato dal prof. Vincent Torre della SISSA di Trieste e costituito da cinque centri europei di eccellenza (SISSA, IOM-CNR - insediato in AREA Science Park -, ENS - Ecole Normale Supérieure di Parigi, NMI -Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut di Reutlingen e DTU - Technical University Denmark di Copenaghen) e da piccole imprese high-tech italiane e tedesche (Glance Vision Srl, Multi Channel Systems Gmbh, Promoscience srl di AREA Science Park ).  

Partito nel 2008 e oggi in fase conclusiva, il progetto, finanziato dalla Commissione Europea con circa 3 milioni di euro, si è concentrato sull'influenza di substrati con geometrie definite a livello nanometrico sulla differenziazione in vitro di neuroni e la formazione di reti neurali, eventi e reazioni che avvengono alla scala di 1 Angstrom, ovvero un decimillesimo di micron. Grazie a una serie di nuovi nanodispositivi che integrano in un singolo chip molteplici funzioni proprie dell'attività di laboratorio (i cosiddetti Lab-On-Chip), nati dalla collaborazione tra scienziati e imprese industriali, si è riusciti a ottenere una migliore mappatura delle interazioni tra cellule e substrati. Gli esperimenti realizzati hanno dimostrato, in particolare, che, grazie all'uso di substrati con strutture a nanopillars (nanopilastri), si registra una maggiore e più rapida differenziazione delle cellule staminali in cellule neuronali rispetto a quanto avviene con substrati tradizionali.

Il dato saliente è che con questa tecnica è possibile ottenere la differenziazione cellulare in laboratorio senza l'utilizzo di agenti biochimici stimolanti, che comportano un rischio di proliferazione incontrollata, dunque di tumore, abbastanza elevato. E' bene sottolineare che non si tratta di risultati definitivi, poiché restano ancora da chiarire pienamente i meccanismi genetici che influiscono sullo sviluppo cellulare indotto. Tuttavia, i diversi approcci tecnologici e metodologici ideati e sviluppati per gli esperimenti di NanoScale già prefigurano interessanti applicazioni in altri ambiti di ricerca. È per esempio il caso delle tecniche di nanofabbricazione (X-Ray litography e nanoimprinting) usate per imprimere specifiche 'nanotrame' sui substrati, nonché delle tecniche di nanoelettronica e microfluidica usate per la loro integrazione all'interno di un unico dispositivo. Questo know-how potrebbe portare alla produzione di vetrini con layout preconfigurati per favorire lo sviluppo di reti neuronali.

Ancora più interessante potrebbe essere l'utilizzo di queste tecniche per creare arrays di microelettrodi per esperimenti di elettrofisiologia con una sorta di rivestimento superficiale permanente, capace di indirizzare i fenomeni cellulari descritti. A questi si aggiungono nuovi dispositivi di imaging 3D che consentono di vedere le interazioni tra cellule e substrati, oltre che innovativi modelli di analisi statistica della motilità cellulare. Questi metodi, oltre ad essere in fase di implementazione su una nuova piattaforma software open-source, sono stati già adottati da tre nuovi progetti di ricerca destinati a generare nuove conoscenze a partire dai risultati di NanoScale.

 

Info:

www.nanoscale-fp7.eu/

secretariat@nanoscale-fp7.eu