Scienziati dell’Università di Sydney e del Children’s Medical Research Institute (CMRI) di Westmead hanno compiuto un passo significativo nell’ambito della stampa fotolitografica 3D, creando tessuti umani funzionali che imitano fedelmente l’architettura degli organi.
Attraverso una combinazione di bioingegneria e coltura cellulare, i ricercatori hanno guidato le cellule staminali derivanti dal sangue e dalla pelle a specializzarsi in specifici tipi cellulari. Queste cellule specializzate sono state in grado di formare strutture simili agli organi.
La professoressa Hala Zreiqat e il dottor Peter Newman dell’ingegneria biomedica dell’Università di Sydney, insieme al professor Patrick Tam che dirige l’unità di ricerca sull’embriologia del CMRI, hanno guidato il progetto. Il documento di ricerca del team, intitolato “Programmazione di modelli multicellulari con nicchie cellulari microstrutturate meccano-chimicamente”, è stato pubblicato su Advanced Science.
La ricerca si focalizzerà sulla medicina rigenerativa e sullo sviluppo di nuovi trattamenti per varie malattie. La professoressa Hala Zreiqat ha dichiarato: “Il nostro nuovo metodo agisce come un manuale di istruzioni per le cellule, consentendo loro di creare tessuti meglio organizzati e simili a quelli naturali. Questo rappresenta un passo cruciale verso la possibilità di stampare tessuti e organi funzionanti in 3D.”
Le cellule hanno bisogno di istruzioni dettagliate, sotto forma di proteine posizionate strategicamente e segnali meccanici, per formare i tessuti in modo corretto. Utilizzando la stampa fotolitografica 3D, gli scienziati hanno creato segnali chimici e meccanici microscopici che guidano le cellule a formare strutture organizzate simili agli organi.
Questa tecnica è stata applicata con successo alla creazione di un assemblaggio osso-grasso simile alla struttura ossea. Inoltre, è stato possibile fabbricare un gruppo di tessuti simili ai processi iniziali di sviluppo nei mammiferi.
Il professor Tam ha spiegato che, grazie a questa tecnologia, le cellule staminali possono essere guidate nella formazione di tipi cellulari specifici e nell’organizzazione precisa nel tempo e nello spazio, ricreando così il processo di sviluppo naturale degli organi.
Questa ricerca ha il potenziale di avanzare nella comprensione dello sviluppo e del funzionamento degli organi, oltre che di fornire nuove opportunità nel campo delle terapie cellulari e genetiche. La capacità di produrre tipi cellulari specifici potrebbe agevolare la produzione di cellule staminali per scopi terapeutici.
Questo approccio potrebbe avere implicazioni pratiche notevoli, come nella medicina rigenerativa, dove la stampa di tessuti funzionali in laboratorio potrebbe aiutare a soddisfare la crescente richiesta di trapianti di organi. La tecnologia potrebbe anche rivoluzionare la comprensione delle malattie, consentendo la creazione di modelli di tessuti malati per lo studio delle progressioni e delle risposte al trattamento.
I ricercatori sperano che queste scoperte possano un giorno contribuire al trattamento di malattie come la degenerazione maculare e altre condizioni ereditarie che portano alla perdita della vista. Ad esempio, l’uso di cellule funzionali potrebbe sostituire le cellule fotorecettoriali perse a causa di queste malattie, offrendo nuove speranze per i pazienti affetti.
