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Un nuovo modo per trapiantare le cellule utilizzando un idrogel offre nuove speranze alle persone con lesioni cerebrali, Malattia di Parkinson e pazienti con ictus, secondo i ricercatori dell'Australian National University (ANU) e della Deakin University.
Il nuovo idrogel del team potenzia in modo significativo i trattamenti con cellule staminali che prendono di mira e rigenerano il tessuto cerebrale danneggiato.
L'idrogel, un gel contenente cellule staminali e tenuto insieme in gran parte dall'acqua, offre un santuario per le cellule e potrebbe sostituire i trattamenti esistenti e meno efficaci.
Professor David Nisbet, dall'ANU College of Engineering and Computer Science, dice gli attuali trattamenti per i cervelli feriti, che forniscono cellule staminali tramite soluzione salina in una siringa, hanno una sopravvivenza cellulare bassa.
"Ci sono alcuni grossi problemi con l'attuale tecnologia di trapianto di cellule. La sfida più grande è la quantità di cellule sostitutive che muoiono una volta che vengono somministrate nel cervello, ", ha affermato il professor David Nisbet.
"L'idrogel che abbiamo sviluppato ferma ampiamente questo problema. Protegge le cellule durante la somministrazione e fornisce un ambiente dopo la loro iniezione che ne aumenta notevolmente la sopravvivenza".
Il professor Nisbet descrive l'idrogel come "un santuario per le cellule" per quando sono protette dall'infiammazione nel cervello.
"Il nostro idrogel protegge le cellule trapiantate dall'infiammazione in un cervello ferito. Le cellule iniziano quindi a integrarsi con i circuiti del cervello e vediamo la riparazione e il recupero funzionale, " Egli ha detto.
Quando iniettato nel cervello, l'idrogel si autoassembla per formare una rete sintetica in cui le cellule possono crescere perché è una struttura simile al tessuto cerebrale.
Co-autore principale Dr. Richard Williams, un Senior Lecturer in Medical Biotechnology presso la Deakin's School of Medicine, dice che uno dei problemi con la terapia con cellule staminali è che le cellule delicate vengono portate fuori dal loro ambiente di cura e sottoposte ad alcune condizioni piuttosto dure.
"Ci siamo ispirati al modo in cui le cellule interagiscono con, e sono supportati da, l'ambiente circostante che si trova nel tessuto naturale, " ha detto il dottor Williams.
"Abbiamo costruito un'impalcatura artificiale che induce le cellule a credere di trovarsi in condizioni normali, ambiente salutare."
Imitando il tessuto cerebrale, l'idrogel non solo protegge la cellula durante il suo viaggio attraverso la siringa, ma aiuta anche le cellule a prosperare nel cervello.
La nuova tecnica è stata testata con cellule cerebrali di topo ed è descritta in Materiali funzionali avanzati .
"L'idrogel si trasforma in un liquido e scorre attraverso la siringa ma non appena torna nel cervello si riassembla spontaneamente come un idrogel tridimensionale in modo da poter riempire i vuoti che è importante per l'ictus, ", ha affermato il co-autore principale dello studio, il dott. Yi Wang.
"Le cellule sono protette dalle forze di taglio nell'idrogel, a differenza della soluzione salina dove si allungano rapidamente il che può provocare la rottura della membrana e la morte delle cellule, " lei disse.
I ricercatori dicono che c'è un enorme potenziale con la semplice somministrazione all'interno di un idrogel invece della soluzione salina.
"Questi materiali potrebbero essere facilmente implementati e utilizzati ovunque sia necessario impiantare cellule:neuroscienze, cancro e potenzialmente anche fecondazione in vitro, ", ha detto il professor Nisbet.