Come ti stampo il cervello

Nasce un nuovo modello per creare, con una stampante 3D, neuroni umani partendo da un inchiostro composto da cellule staminali. È lo studio condotto da IIT e Università La Sapienza di Roma che apre le porte a una migliore comprensione del funzionamento del nostro sistema nervoso, allo scopo di combattere le malattie che lo colpiscono. Prossimo passo, generare mini-organi per testare e personalizzare le terapie farmacologiche.
Raffaella Quadri per Radio Bullets. Musica: “Zombie” di The Cranberries
Photo credits: La Sapienza – Roma

Le applicazioni della stampa 3D sono davvero infinite, si potrebbe dire che il limite è la fantasia, senza correre il rischio di andare troppo lontani dalla verità.
Dagli oggetti ai cibi, una volta trovato l’“inchiostro” giusto, il gioco è fatto. E l’inchiostro giusto, ancora una volta, è stato scovato nei laboratori italiani: un inchiostro biologico.

Neuroni da una stampante 3D

Ci addentriamo in un campo di studi che promette molto bene per il futuro della salute umana, quello della biomedicina e della cosiddetta bio-printing che si basa sull’utilizzo di una stampante 3D per formare materiali biologici.
Tutto nasce da uno studio condotto dall’IIT (Istituto italiano di tecnologia) e dall’Università La Sapienza di Roma che hanno realizzato la stampa in tre dimensioni di qualcosa di davvero speciale: il modello di una cellula neurone.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Journal of Clinical Medicine.

Dalle staminali a modelli di neuroni

Il punto di partenza è l’utilizzo di cellule staminali umane per la precisione iPSC ovvero cellule staminali pluripotenti indotte. Sono cellule staminali adulte generate artificialmente che sono differenziate – quindi diventano cellule differenziate ovvero di altro tipo e con funzioni determinate – attraverso l’introduzione di geni specifici. Questo permette di utilizzarle per la rigenerazione di organi e tessuti umani.
Le tecniche biomediche di ultima generazione, spiegano gli scienziati, permettono di assemblare modelli 3D di vari tessuti biologici, ma proprio il ricorso a modelli tridimensionali applicati al tessuto nervoso ha permesso di ottenere informazioni più rilevanti sia sulla struttura dei neuroni sia su come interagiscono.
I ricercatori italiani hanno quindi realizzato un nuovo costrutto neuronale funzionale in 3D.
Hanno dimostrato come il processo di stampa utilizzato – basato sull’estrusione dell’inchiostro – non compromette la vitalità delle cellule, né a breve né a lungo termine. Inoltre le cellule così prodotte hanno dimostrano di dare vita a comportamenti tipici delle cellule del tessuto neuronale, dando il via da subito alle prime attività di rete. Tanto più che possono essere ulteriormente differenziate, sviluppando funzioni specifiche.

Le applicazioni mediche

Ma a cosa porterà questo nuovo costrutto neuronale? Innanzitutto alla possibilità di realizzare modelli 3D del sistema nervoso umano che siano più complessi e molto più rispondenti, rispetto agli attuali modelli, a come è fatto e funziona tale sistema. Di conseguenza, questa maggiore fedeltà potrà essere utilizzata per lo studio delle malattie che colpiscono il sistema nervoso – se ne capiranno meglio i meccanismi – e per creare nuovi farmaci per curarle o prevenirle.

I mini-organi della startup HoMoLoG

Per sviluppare ulteriormente questa tecnologia è stato avviato anche un percorso di trasferimento tecnologico. Sarà la startup HoMoLoG – formata da un team di biologi, ingegneri e fisici, nata sempre dalla collaborazione tra IIT e La Sapienza – a produrre mini-organi stampati in 3D, sempre con lo scopo di migliorare lo studio e il trattamento di diverse malattie.
Questi organoidi sono realizzati a partire da cellule staminali dei pazienti in modo da creare dei modelli su cui verificare l’efficacia delle terapie prima che i pazienti vi si sottopongano. Si potrà dare spazio così a una vera e propria personalizzazione delle terapie e a un nuovo modo per studiare e testare i farmaci.

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