Ricercatori di Bochum e Dortmund hanno creato un ambiente cellulare artificiale che potrebbe favorire la rigenerazione dei nervi. Di solito, le lesioni al cervello o al midollo spinale non guariscono facilmente a causa della formazione di cavità piene di liquido e cicatrici che impediscono la rigenerazione dei tessuti.
Un punto di partenza per la ricerca medica è quindi quello di riempire le cavità con una sostanza che offra alle cellule staminali neurali condizioni ottimali per la proliferazione e la differenziazione. Il team dell'Università della Ruhr di Bochum e dell'Università TU di Dortmund, entrambe in Germania, ha dimostrato che gli idrogel caricati positivamente possono promuovere la sopravvivenza e la crescita delle cellule staminali.
La Dott.ssa Kristin Glotzbach e il Professor Andreas Faissner del Dipartimento di Morfologia Cellulare e Neurobiologia Molecolare di Bochum hanno collaborato con il Professor Ralf Weberskirch e il Dott. Nils Stamm della Facoltà di Chimica e Biologia Chimica dell'Università TU di Dortmund. Descrivono i risultati nella rivista ACS Biomaterials Science &Engineering .
I ricercatori hanno studiato le cellule staminali neurali provenienti da cervelli embrionali di topo, che hanno coltivato su idrogel caricati positivamente. "Il nostro obiettivo era creare un ambiente artificiale per le cellule che imitasse l'ambiente naturale delle cellule nel cervello", afferma Kristin Glotzbach.
"Le cellule hanno un rivestimento caricato negativamente, noto anche come matrice pericellulare. Ciò significa che aderiscono particolarmente bene ai substrati caricati positivamente." Il trucco con gli idrogel utilizzati negli esperimenti era che la forza della loro carica positiva poteva essere regolata con precisione.
Come hanno dimostrato gli esperimenti, gli idrogel caricati positivamente hanno facilitato la sopravvivenza delle cellule e hanno influenzato il loro destino futuro. Se le cellule staminali aderivano a idrogel con un’elevata carica positiva, tendevano a svilupparsi in cellule nervose. Sui gel con una carica positiva inferiore, invece, le cellule staminali si sono sviluppate principalmente in cellule gliali, che svolgono importanti funzioni ausiliarie per le cellule nervose.
La capacità di influenzare la differenziazione delle cellule staminali in cellule nervose o gliali sarebbe un grande vantaggio. "A seconda della lesione è necessario sostituire diversi tipi di cellule", spiega Kristin Glotzbach. Non è importante solo la rigenerazione delle cellule nervose.
"In alcune malattie vengono attaccate anche le cellule gliali che devono essere sostituite. Nella sclerosi multipla, ad esempio, l'isolamento delle cellule nervose, costituito da oligodendrociti, viene distrutto."
Quando i ricercatori hanno aggiunto il fattore di crescita FGF2 agli idrogel caricati positivamente, sono riusciti ad aumentare il tasso di sopravvivenza e di divisione delle cellule. Ma la differenziazione in cellule nervose e gliali è avvenuta poi a un ritmo più lento.
"Negli studi futuri intendiamo aggiungere peptidi o componenti di molecole della matrice extracellulare ai gel caricati positivamente per simulare l'ambiente naturale delle cellule in modo ancora più efficiente", afferma Kristin Glotzbach. I ricercatori intendono anche sperimentare gel tridimensionali che potrebbero riempire le cavità dopo lesioni cerebrali.
Ulteriori informazioni: Kristin Glotzbach et al, Gli idrogel cationici modulano la proliferazione e la differenziazione dello stelo neurale e delle cellule progenitrici in dipendenza della concentrazione della frazione cationica nella coltura cellulare 2D, Scienza e ingegneria dei biomateriali ACS (2024). DOI:10.1021/acsbiomaterials.3c01668
Fornito da Ruhr-Universitaet-Bochum
