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Riprodurre i processi naturali dell'organismo

Nanorobot: riparatore cellulare del futuro ?


Nanotecnologie per riprodurre i processi naturali che hanno luogo nell'organismo

Un team di ricerca dell'Università di Bergen (Norvegia), finanziato dall'Unione europea, utilizza le nanotecnologie per riprodurre i processi naturali che hanno luogo nell'organismo. Gli scienziati mirano ad indurre le cellule a creare nuovi vasi sanguigni da utilizzare nei tessuti frutto dell'ingegneria biomedica. L'Università di Bergen è coinvolta in molti dei principali progetti comunitari, come il progetto VascuBone ("Construction kit for tailor-made vascularized bone implants"), che impegna 15 partner e ha ricevuto un finanziamento di 12 milioni di euro per la ricerca nell'ambito del Programma di cooperazione del Settimo programma quadro (7° PQ). Il progetto è stato istituito per ottimizzare la formazione dei vasi sanguigni nella rigenerazione di nuovi tessuti ossei.

I ricercatori che in tutto il mondo si occupano di biomedicina e nanotecnologia lavorano da tempo per indurre le cellule a creare nuovi tessuti. I tessuti hanno però bisogno di sangue ed è proprio su questo ultimo punto che si concentrano gli sforzi dell'Università di Bergen.

Il team lavora per scoprire in che modo la nanotecnologia possa riprodurre i processi che avvengono naturalmente nell'organismo. Per farlo, gli scienziati studiano in modo approfondito le interazioni delle cellule tra loro e con i biomateriali sintetici nonché i vari aspetti dei processi di rigenerazione. L'obiettivo è arrivare a comprendere - per poi riprodurli - i meccanismi naturali che hanno luogo nelle cellule per la rigenerazione e la produzione in laboratorio di nuovi tessuti.

"Un impianto ideale - ha spiegato il professor James Lorens, coordinatore del team di ricerca dell'Università di Bergen - dovrebbe riprodurre i tessuti naturali e inviare segnali di proliferazione e differenziazione alle cellule.
La topologia su nanoscala è di vitale importanza per controllare questi processi".

"Una delle sfide principali nella formazione dei tessuti è appunto fare in modo che il sangue irrori il nuovo tessuto. Per dirla in altri termini, garantire che i vasi sanguigni si formino all'interno del tessuto.

Il team del professor Loren, che lavora proprio sull'irrorazione del sangue nell'ambito dell'ingegneria dei tessuti, è già riuscito a inserire tre dei componenti dei vasi sanguigni (cellule epiteliali, cellule del tessuto muscolare liscio e proteine della matrice) in un impianto in cui le cellule sono collegate al nuovo tessuto. L'esperimento ha avuto buon esito sia sulle piastre di Petri che nei piccoli impianti applicati agli animali.

"Siamo riusciti a dimostrare la formazione dei vasi negli impianti sintetici nelle nostre cavie", ha affermato il professor Lorens. "Nella prossima fase, esamineremo tipi di tessuto più specifici come, per esempio, i tessuti ossei".

Il team sta cercando nuovi modi per mettere le cellule in comunicazione diretta sfruttando la nanotecnologia. Per determinare in che modo le superfici nanostrutturate influiscono sulla formazione dei vasi, i ricercatori hanno posizionato alcune cellule sui biomateriali nanostrutturati la cui superficie era stata trattata con molecole specifiche in grado di inviare segnali alle cellule.

"Dobbiamo comprendere meglio come le cellule percepiscono le superfici nanostrutturate e in che misura la stessa influenza la comunicazione intracellulare", ha affermato il professor Lorens. "Riproducendo i segnali che ricevono le cellule nelle aree immediatamente circostanti all'interno dei vari tessuti, siamo in grado di controllare la proliferazione e la differenziazione delle cellule".

Una parte del lavoro svolto dal team consiste nel determinare il meccanismo alla base di questi processi nei tessuti cancerosi. Il professor Lorens ha commentato: "L'ingegneria dei tessuti ci permette di riprodurre un tumore: questo consente di studiare in che modo interagisce con i vasi sanguigni. Se riuscissimo ad evitare che il sangue irrori i tessuti cancerosi, il tumore non avrebbe di che nutrirsi e morirebbe. L'ingegneria dei tessuti applicata ai tumori ci consente anche di comprendere meglio in che modo le cellule cancerose si diffondono attraverso la circolazione sanguigna".

Il team dell'Università di Bergen è inoltre coinvolto in una collaborazione con l'UE volta a individuare nuovi farmaci che inibendo l'irrorazione sanguigna nei tessuti cancerosi interrompano la nutrizione ai tumori e ne causino, dunque, la morte.

Redazione MolecularLab.it (27/04/2010)
Pubblicato in Analisi e Commenti
Tag: nano
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