13.07.2011 -
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: secretariat@nanoscale-fp7.eu