Un team di ricercatori dell'Università della California, Berkeley, ha sviluppato un nuovo modo per controllare la differenziazione delle cellule staminali embrionali utilizzando cristalli liquidi. Questo progresso potrebbe portare a nuovi trattamenti per una varietà di malattie e lesioni.
Le cellule staminali embrionali sono pluripotenti, nel senso che hanno il potenziale per svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo. Ciò li rende uno strumento prezioso per la medicina rigenerativa, ma li rende anche difficili da controllare. I ricercatori sono alla ricerca di modi per indirizzare le cellule staminali a differenziarsi in tipi cellulari specifici senza utilizzare sostanze chimiche dannose o ingegneria genetica.
I cristalli liquidi sono un tipo di materiale che ha proprietà sia dei liquidi che dei cristalli. Sono costituiti da lunghe molecole a forma di bastoncino allineate secondo uno schema regolare. Quando un campo elettrico viene applicato a un cristallo liquido, le molecole si riorientano, modificando le proprietà ottiche del materiale.
I ricercatori di Berkeley hanno approfittato di questa proprietà per creare un dispositivo in grado di controllare l'orientamento dei cristalli liquidi in una coltura di cellule staminali embrionali. Manipolando attentamente il campo elettrico, sono stati in grado di indirizzare le cellule staminali a differenziarsi in tipi cellulari specifici, come neuroni e cellule cardiache.
Questa nuova tecnica rappresenta un promettente passo avanti nel campo della medicina rigenerativa. Potrebbe portare a nuovi trattamenti per una varietà di malattie e lesioni, come lesioni del midollo spinale, malattie cardiache e diabete.
Come funziona
Il dispositivo a cristalli liquidi è costituito da un sottile strato di cristalli liquidi inserito tra due lastre di vetro. Le lastre di vetro sono rivestite con un elettrodo trasparente, che consente di applicare un campo elettrico ai cristalli liquidi.
Quando viene applicato un campo elettrico, le molecole dei cristalli liquidi si riorientano, modificando le proprietà ottiche del materiale. I ricercatori sfruttano questo cambiamento nelle proprietà ottiche per creare uno schema di strisce chiare e scure sulla superficie del dispositivo.
Le cellule staminali vengono posizionate sulla superficie del dispositivo e sono esposte alla luce. Il modello di luce fa sì che le cellule staminali si differenziano in tipi cellulari specifici. I ricercatori possono controllare il tipo di cellula in cui si differenziano le cellule staminali manipolando attentamente il campo elettrico.
Applicazioni
Il dispositivo a cristalli liquidi potrebbe avere una varietà di applicazioni nella medicina rigenerativa. Ad esempio, potrebbe essere utilizzato per:
* Trattare le lesioni del midollo spinale indirizzando le cellule staminali a differenziarsi in neuroni.
* Riparare i danni cardiaci indirizzando le cellule staminali a differenziarsi in cellule cardiache.
* Trattare il diabete indirizzando le cellule staminali a differenziarsi in cellule produttrici di insulina.
I ricercatori stanno attualmente lavorando per migliorare l’efficienza del dispositivo e renderlo più adatto all’uso clinico. Credono che il dispositivo potrebbe essere uno strumento prezioso per la medicina rigenerativa in futuro.
