Il modo usuale di coltivare le cellule consiste nell'utilizzare un piatto da laboratorio piatto di vetro. Però, dentro un corpo umano, le cellule non crescono su una superficie piana, ma piuttosto in tre dimensioni. Ciò ha portato i ricercatori dell'Università di Lund in Svezia a sviluppare uno "spaghetto" poroso di polimeri compatibili con i tessuti con cavità in cui le cellule possono svilupparsi in modo più naturale.

"Quando si coltivano cellule cerebrali in un piatto da laboratorio, i diversi tipi di cellule formano strati, con le cellule nervose sopra e le cellule gliali - una forma di tessuto di supporto - sotto. Questo non è quello che sembra nel tessuto cerebrale naturale, dove le cellule sono molto più miste, ", afferma la ricercatrice di neuroscienze Ulrica Englund Johansson.

Molti gruppi di ricerca in tutto il mondo hanno quindi cercato di sviluppare strutture tridimensionali in cui le cellule possano essere coltivate in modo più naturale. I ricercatori di Lund hanno utilizzato un metodo chiamato elettrofilatura.

"L'elettrofilatura è in realtà una vecchia tecnica, che ha ricevuto un recente impulso. Si è rivelato un buon modo per produrre piccole nanostrutture per scopi biologici e medici, " spiega il biofisico Fredrik Johansson, che lavora a stretto contatto con il gruppo di Ulrica Englund Johansson.

Il tipo di polimero utilizzato è stato approvato per scopi medici, ed è usato per es. suture dove la fibra alla fine si dissolve. A seconda dell'applicazione, la struttura tridimensionale può essere modellata in diverse forme.

"Puoi lasciare che le fibre formino un groviglio con molte cavità in cui le cellule possono crescere, come una palla di spaghetti bolliti. Ma se tu, Per esempio, voglio che il neurite cresca in una certa direzione, puoi fare in modo che le fibre formino linee parallele, come dritte, spaghetti crudi, " spiega Fredrik Johansson utilizzando una metafora di facile comprensione.

I ricercatori di Lund hanno ottenuto buoni risultati con le loro strutture in fibra tridimensionale.

"La forma tridimensionale sembra favorire la maturazione delle cellule staminali in cellule gliali e neuroni. Inoltre si fondono naturalmente insieme, sviluppare lunghe escrescenze di neuriti, e dimostrare attività elettrica funzionale, " dice Ulrica Englund Johansson.

"Esprimono anche le proteine ​​che sono normalmente espresse in vivo. Ciò indica che le cellule staminali si sviluppano nelle cellule nervose che sarebbero diventate nel cervello".

Se la nuova tecnica mantiene ciò che promette, l'elettrofilatura sarà in grado di fornire nuove opportunità sia per la ricerca che per l'industria. Con colture cellulari più naturali su cui condurre ricerche, una serie di questioni di ricerca biomedica può essere affrontata in modi nuovi.

Nuovi potenziali farmaci possono essere testati in modo più efficace su colture cellulari che assomigliano più da vicino ai tessuti naturali. Cellule che devono essere trapiantate – ad es. alla retina o al cervello – probabilmente sopravviverà e si svilupperà meglio in una struttura tridimensionale, anche se successivamente vengono iniettate semplicemente come cellule in soluzione.

I ricercatori collaboratori, che includono anche il biologo David O'Carroll, hanno recentemente pubblicato i loro risultati su tre riviste internazionali: Nanomedicina , Riviste di Biomateriali e Nano Biotecnologie , e Neuroscienze molecolari e cellulari . I primi due articoli descrivono i loro studi condotti sulle cellule staminali del cervello umano, mentre il terzo riguarda esperimenti che utilizzano cellule retiniche.