Gli scienziati hanno sviluppato una piattaforma di biostampa 3D in grado di assemblare tessuti neurali umani funzionali . Le cellule progenitrici presenti nei tessuti stampati crescono fino a formare circuiti neurali e a stabilire connessioni funzionali con altri neuroni, imitando così i tessuti cerebrali naturali . Si tratta di un progresso significativo nell'ingegneria dei tessuti neurali e nella tecnologia di biostampa 3D. Tali tessuti neurali biostampati possono essere utilizzati per la modellazione di malattie umane (come l'Alzheimer, il Parkinson, ecc.) causate da alterazioni delle reti neurali. Qualsiasi ricerca sulle malattie cerebrali richiede la comprensione del funzionamento delle reti neurali umane.
La biostampa 3D è un processo additivo in cui un biomateriale naturale o sintetico (bioinchiostro) idoneo viene miscelato con cellule viventi e stampato, strato dopo strato, in strutture tridimensionali simili a tessuti naturali. Le cellule crescono nel bioinchiostro e le strutture si sviluppano fino a imitare tessuti o organi naturali. Questa tecnologia ha trovato applicazioni nella medicina rigenerativa per la biostampa di cellule, tessuti e organi e nella ricerca come modello per studiare il corpo umano in vitro , in particolare il sistema nervoso umano.
Lo studio del sistema nervoso umano è limitato dalla difficoltà di reperire campioni primari. I modelli animali sono utili, ma presentano differenze specie-specifiche; da qui l'importanza dei modelli in vitro del sistema nervoso umano per studiare il funzionamento delle reti neurali umane e individuare trattamenti per le malattie attribuibili a disfunzioni di tali reti.
In un recente studio, i ricercatori hanno scelto un idrogel di fibrina (composto da fibrinogeno e trombina) come bioinchiostro di base e hanno pianificato di stampare una struttura stratificata in cui le cellule progenitrici potessero crescere e formare sinapsi all'interno e tra gli strati, ma hanno modificato il modo in cui gli strati vengono sovrapposti durante la stampa. Invece del metodo tradizionale di sovrapposizione verticale degli strati, hanno scelto di stamparli uno accanto all'altro orizzontalmente. A quanto pare, questo ha fatto la differenza. La loro piattaforma di biostampa 3D si è dimostrata in grado di assemblare tessuto neurale umano funzionale . Rispetto ad altre piattaforme esistenti, il tessuto neurale umano stampato con questa piattaforma ha formato reti neurali e connessioni funzionali con altri neuroni e cellule gliali all'interno e tra gli strati. Questo è il primo caso di questo tipo e rappresenta un significativo passo avanti nell'ingegneria dei tessuti neurali. La sintesi in laboratorio di tessuto nervoso che imita il cervello nella sua funzione è un'ipotesi entusiasmante. Questo progresso aiuterà certamente i ricercatori a modellare le malattie cerebrali umane causate da un'alterazione della rete neurale, al fine di comprendere meglio il meccanismo e individuare possibili trattamenti.
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Riferimenti:
- Cadena M., et al 2020. Bioprinting 3D dei tessuti neurali. Materiali sanitari avanzati, volume 10, numero 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. Biostampa 3D di umano tessuti neurali con connettività funzionale. Tecnologia delle cellule staminali cellulari| Volume 31, numero 2, P260-274.E7, 01 febbraio 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
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 caused due to impairment of neural networks. Any investigation of disease of brain requires understanding how the human neural networks operate.){kind=link}