La “criobiostampa” serve torri di celle congelate per l’ingegneria dei tessuti, la medicina rigenerativa e la scoperta di farmaci
I ricercatori hanno inventato una tecnica che combina la biostampa con la crioconservazione per costruire strutture congelate e cariche di cellule che possono essere utilizzate nell’ingegneria dei tessuti, nella medicina rigenerativa e nella scoperta di farmaci.
Una nuova tecnica porta la biostampa – in cui un inchiostro di cellule viene stampato, strato dopo strato, per formare una struttura – a un livello completamente nuovo e ghiacciato. I ricercatori del laboratorio Zhang del Brigham and Women’s Hospital hanno sviluppato una tecnologia che chiamano “criobiostampa”, un metodo che utilizza un bioinchiostro incorporato con cellule per stampare strutture congelate e complesse che possono essere facilmente conservate per un uso successivo. Il team ha introdotto la criobiostampa in un articolo pubblicato di recente su Matter e ha ulteriormente descritto come applicare la tecnologia all’ingegneria dei tessuti muscolari in un articolo appena pubblicato su Advanced Materials.
“La criobiostampa può conferire ai tessuti biostampati una durata di conservazione prolungata. Abbiamo mostrato fino a tre mesi di conservazione, ma potrebbe essere molto più lungo”, ha affermato Y. Shrike Zhang, PhD, autore senior di entrambi i documenti e bioingegnere associato presso il Dipartimento di Medicina di Brigham. “E la variazione unica, o ciò che chiamiamo la tecnica di criobiostampa 3D verticale che abbiamo descritto, potrebbe avere un’ampia applicazione nell’ingegneria dei tessuti, nella medicina rigenerativa, nella scoperta di farmaci e nelle terapie personalizzate”.
Zhang e colleghi hanno utilizzato un bioinchiostro crioprotetto carico di cellule per stampare costrutti di tessuto su una piastra di congelamento personalizzata. La piastra di congelamento ha consentito loro di controllare e stabilizzare con precisione la temperatura durante la procedura di criobiostampa. Queste strutture stampate sono state immediatamente crioconservate in un serbatoio di azoto liquido per un uso successivo. Il team ha ottimizzato e valutato la tecnica, scoprendo che potrebbe fabbricare fedelmente costrutti di tessuto che potrebbero essere potenzialmente utilizzati come impianti e prodotti tissutali.
In Advanced Materials , Zhang e coautori riferiscono sull’utilizzo del bioinchiostro crioprotetto per creare strutture verticali 3D che imitano i tessuti complessi, delicati e anisotropi che si trovano nel corpo umano. Molti tessuti del corpo, inclusi muscoli e neuroni, sono anisotropi, il che significa che hanno proprietà diverse in direzioni diverse. Anche le strutture create dai ricercatori erano anisotropiche, con pori su microscala allineati nella direzione verticale. Come prova di concetto, il team ha costruito un’unità muscolo-tendinea utilizzando mioblasti (cellule che possono dare origine a cellule muscolari) e fibroblasti (cellule che producono strutture strutturali nel tessuto connettivo). Il team ha anche fabbricato un’unità muscolo-microvascolare.
I ricercatori osservano che questo lavoro rappresenta le prime dimostrazioni tecnologiche e avrà ancora bisogno di ampie convalide e test prima dell’uso in clinica, ma i due documenti rappresentano un importante passo avanti.
“Dato che il campo dell’ingegneria dei tessuti sta crescendo rapidamente, questi costrutti di tessuti fabbricati possono trovare una pletora di applicazioni nell’ingegneria dei tessuti muscolari e oltre”, ha affermato Zhang.
Credito: Y. Shrike Zhang