I ricercatori dell’Università del Minnesota hanno sviluppato un dispositivo di guida stampata in 3D che potrebbe potenzialmente aiutare i pazienti con lesioni a lungo termine del midollo spinale a riacquistare la parziale funzione dei loro corpi.
I ricercatori dell’Università del Minnesota hanno sviluppato un prototipo di un dispositivo stampato in 3D con cellule viventi che potrebbe aiutare i pazienti del midollo spinale a ripristinare alcune funzioni. La dimensione del dispositivo può essere personalizzata per adattarsi al midollo spinale di ogni paziente. Le cellule del paziente verranno stampate sulla guida per evitare il rigetto nel corpo. Credito: Università del Minnesota
La guida stampata in 3D, realizzata in silicone, funge da piattaforma per celle specializzate che vengono poi stampate in 3D su di esso, secondo un comunicato stampa .
La guida verrebbe impiantata chirurgicamente nella zona lesa del midollo spinale dove servirebbe come un tipo di “ponte” tra le cellule nervose viventi sopra e sotto l’area della lesione. L’obiettivo di questo dispositivo è di aiutare i pazienti ad alleviare il dolore e recuperare alcune funzioni come il controllo dei muscoli, dell’intestino e della vescica.
“Questa è la prima volta che chiunque è stato in grado di stampare direttamente cellule staminali neuronali derivate da cellule uman
e adulte su una guida stampata in 3D e far differenziare le cellule in cellule nervose attive in laboratorio”, ha affermato Michael McAlpine, professore associato presso l’Università del Minnesota.
Ci sono attualmente circa 285.000 persone negli Stati Uniti che soffrono di lesioni del midollo spinale , con circa 17.000 nuove lesioni del midollo spinale in tutto il paese ogni anno.
“Questo è un primo passo molto eccitante nello sviluppo di un trattamento per aiutare le persone con lesioni del midollo spinale”, ha detto Ann Parr, un assistente professore presso la University of Minnesota Medical Scho
ol. “Attualmente non ci sono trattamenti buoni e precisi per quelli con lesioni del midollo spinale a lungo termine”.
Il nuovo metodo è stato sviluppato nell’arco di due anni. Il processo del team consente ai ricercatori di iniziare con qualsiasi tipo di cellula da un adulto, come una cellula della pelle o delle cellule del sangue. Utilizzando nuove tecniche di bioingegneria, i ricercatori sono in grado di riprogrammare le cellule in cellule staminali neuronali. Gli ingegneri quindi stampano queste celle su una guida in silicone utilizzando un’esclusiva tecnologia di stampa 3D in cui viene utilizzata la stessa stampante 3D per stampare sia la guid
a che le celle. La guida mantiene vive le cellule e consente loro di trasformarsi in neuroni.
Il team ha sviluppato una guida prototipo che sarebbe stata impiantata chirurgicamente nella parte danneggiata del midollo spinale e che avrebbe aiutato a collegare le cellule viventi su ciascun lato della lesione.
Questa immagine con colori migliorati mostra cellule viventi sopravvissute al processo di stampa 3D. Le cellule staminali neuronali derivate da cellule umane adulte erano stampate in
3-D su una guida e le cellule si differenziavano in cellule nervose attive in laboratorio. Credito: Università del Minnesota
“Tutto è venuto insieme al momento giusto”, ha detto Parr. “Siamo stati in grado di utilizzare le più recenti tecniche di bioingegneria cellulare sviluppate negli ultimi anni e combinarle con tecniche di stampa 3D di ultima generazione.”
McAlpine ha anche descritto la stampa 3D di celle “delicate” come molto difficile. “La parte difficile è mantenere le cellule felici e vivi. Abbiamo testato diverse ricette nel processo di stampa, “ha affermato McAlpine.” Il fatto che siamo riusciti a mantenere vivo il 75% delle cellule durante il processo di stampa 3D e poi trasformarle in neuroni sani è davvero sorprendente. ”
Se i prossimi passi avranno successo, il guadagno per questa ricerca potrebbe cambiare la vita per coloro che soffrono di lesioni del midollo spinale. “Abbiamo scoperto che l’inoltro di qualsiasi segnale attraverso la lesione potrebbe migliorare le funzioni per i pazienti”, ha affermato Parr.
La ricerca, intitolata “I progenitori neuronali derivati da cellule staminali stampate 3D generano impalcature del midollo spinale”, è stata pubblicata online oggi su Advanced Functional Materials .
