Un nuovo studio rivela come un sistema vascolare può essere coltivato da una verdura comune che molte persone consumano ai pasti.
Pubblicato dalla rivista Biomaterials, l'informazione mostra come gli scienziati siano stati in grado di costruire con successo un muscolo del cuore umano funzionante dagli spinaci.
Secondo il National Geographic, la ritrovata capacità di coltivare un sistema vascolare porterà ulteriori sviluppi nell'ingegneria dei tessuti.
Questo perché gli scienziati hanno già creato i tessuti umani su larga scala utilizzando metodi come la stampa 3D, ma fino a poco tempo fa, non hanno avuto successo nello sviluppare piccoli vasi sanguigni delicati che sono di importanza fondamentale per la salute dei tessuti.
Uno dei co-autori dello studio, Joshua Gershlak del Worcester Polytechnic Institute (WPI), ha descritto lo studio:
“Il principale fattore limitante per l'ingegneria dei tessuti ... è la mancanza di una rete vascolare. Senza quella rete vascolare, si ottiene molta morte dei tessuti.”
In una foglia della pianta, acqua e sostanze nutritive vengono spostate attraverso una rete ramificata di vene sottili. Poiché questo processo è simile al modo in cui il sangue si muove attraverso le vene umane, la foglia verde è stata utilizzata per questo studio.
Tuttavia, come notano gli autori nel loro articolo,
“La cellulosa è biocompatibile ed è stata utilizzata in una vasta gamma di applicazioni di medicina rigenerativa, come l'ingegneria del tessuto cartilagineo, l'ingegneria del tessuto osseo, e la guarigione delle ferite.”
La squadra ha quindi bagnato la struttura della pianta in cellule umane vive, in modo che il tessuto umano si è legato "all'armatura degli spinaci" e circondato le piccole vene.
Una volta che la foglia è stata trasformata in un mini cuore, sia il fluido che i microbi sono stati inviati attraverso le vene per dimostrare che le cellule del sangue sono in grado di fluire attraverso il sistema.
Oltre a foglie di spinaci, il team ha anche rimosso le cellule da prezzemolo, assenzio dolce e radici di arachidi. Secondo i ricercatori, però, la foglia di spinaci è probabile che funzioni meglio per il tessuto cardiaco.
Nel corso del tempo, il modello sarà migliorato e sviluppato in modo che il tessuto danneggiato possa essere sostituito nei pazienti che hanno avuto attacchi di cuore, o potrebbero soffrire di problemi cardiaci in futuro.
A differenza dei trapianti di organi, le strutture vegetali non sono respinte dall'organismo.
Simili ai vasi sanguigni, le vene delle foglie modificate dovrebbero fornire ossigeno al tessuto sostitutivo. L'obiettivo finale di questa tecnologia è di generare nuova materia del cuore.
“Abbiamo molto lavoro da fare, ma finora questo è molto promettente”, ha detto il coautore dello studio Glenn Gaudette in un comunicato stampa. “Adattare le piante abbondanti che gli agricoltori hanno coltivato per migliaia di anni per l'uso in ingegneria dei tessuti potrebbe risolvere una serie di problemi che limitano il campo.”
(A) La foglia è verde scuro ed opaca prima decellularizzazione al giorno 0.
(B) Al giorno 1, la foglia perde parte del suo colore scuro e comincia ad apparire traslucida.
(C) Al giorno 5, la foglia è completamente trasparente, pur mantenendo una tonalità verde chiaro.
(D) Dopo essere trattata e sterilizzata con clorito di sodio, la foglia perde il resto della sua colorazione e diventa completamente decellularizzata al giorno 7.
TRADUZIONE VIDEO:
"Prendiamo le foglie di spinaci e le trattiamo con un detergente che rimuove tutto il materiale cellulare dagli spinaci.
Ciò che resta è la struttura che manteneva quelle cellule dove stavano, così possiamo impiantare cellule umane su quella struttura.
L'idea di base è che abbiamo un pezzo di tessuto molto sottile che ha già un sistema vascolare al suo interno, e perciò dovremmo poter essere capaci di mettere una sopra l'altra diverse foglie e creare un pezzo di tessuto cardiaco.
Il problema principale, quando si cerca di creare un tessuto da poter usare in un ospedale, è la mancanza di un sistema vascolare, e non si può creare da zero una rete capillare che il corpo possa usare.
Senza quel sistema capillare si perde del trasporto di ossigeno, e perciò man mano che la parte da trapiantare diventa più grande, ad esempio in caso di un attacco cardiaco su un essere umano, servirà qualcosa di abbastanza grande, e senza questo sistema capillare si avrà a che fare con la morte dei tessuti.
La nostra speranza è che saremo capaci di usare il sistema vascolare presente nella foglia di spinaci per dare nutrimento ed ossigeno alle cellule che crescono su di essa così da poter essere poi usate in interventi cardiaci su pazienti che hanno sofferto di attacchi di cuore o infarti al miocardio.
Parte del cuore non si contrae più, così ciò che cerchiamo di fare è coltivare cellule cardiache sulle foglie, che in seguito si potranno collegare ad una fonte di sangue grazie alle vene all'interno della foglia.
In teoria possiamo far funzionare quelle vene come le arterie all'interno del cuore, e perciò creare un muscolo capace di contrarsi che può sostituire il tessuto morto o infartuato in un cuore.
Per quanto riguarda l'accelerare il processo che porterà al creare veri tessuti cardiaci abbiamo iniziato a cercare di vedere se le cellule cardiache si legano o no alla foglia e continuano a battere ... e lo fanno!
Sembra che rimangano contrattili per un lungo periodo di tempo.
Quando sono sulla foglia assomigliano a normali cellule cardiache e si comportano come tali. Con le piccole quantità con cui abbiamo lavorato fino ad ora, sembra molto promettente.
Crediamo davvero che questo trattamento abbia la capacità di aiutare i pazienti.
Manca ancora molto, ma il solo pensiero di poter combinare la tecnologia che gli agricoltori hanno usato per migliaia di anni per far crescere diverse piante sul campo ... essere capaci di prendere qualcosa di così semplice ed abbondante come una foglia di spinaci, e trasformarla in un tessuto che ha la potenzialità di far scorrere del sangue al suo interno, è veramente eccitante e speriamo sarà un progresso significativo nel campo della medicina".
Glenn Gaudette, Professore di Ingegneria Biomedica.
Traduzione video: Simone Cocchi.
RiccaMente
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credit: Trueactivist / RiccaMente
Photo credit: Worcester Polytechnic Institute
