In molti tessuti del corpo umano, compreso il tessuto nervoso, l'organizzazione spaziale delle cellule gioca un ruolo importante. Le cellule nervose e le loro lunghe sporgenze si assemblano nei tratti nervosi e trasportano le informazioni in tutto il corpo. Quando il tessuto nervoso è danneggiato, un accurato orientamento spaziale delle cellule facilita il processo di guarigione. Gli scienziati del DWI – Leibniz Institute for Interactive Materials di Aquisgrana hanno sviluppato un gel iniettabile che può fungere da sistema di guida per le cellule nervose. Hanno recentemente pubblicato i loro risultati, ottenuti da esperimenti di coltura cellulare, nel diario Nano lettere .

Dentro il corpo, una matrice extracellulare circonda le cellule. Fornisce supporto meccanico e promuove l'organizzazione spaziale dei tessuti. Per rigenerare il tessuto danneggiato, una matrice artificiale può sostituire temporaneamente la matrice extracellulare naturale. Questa matrice deve imitare l'ambiente cellulare naturale per stimolare efficacemente il potenziale rigenerativo del tessuto circostante. impianti solidi, però, può compromettere il tessuto sano rimanente, mentre morbido, i materiali iniettabili consentono una terapia minimamente invasiva, particolarmente utile per i tessuti sensibili, come il midollo spinale. Sfortunatamente, fino ad ora, i materiali morbidi artificiali non possono riprodurre le strutture complesse e le proprietà spaziali dei tessuti naturali.

Un team di scienziati, guidato dalla dott.ssa Laura De Laporte del DWI – Leibniz Institute for Interactive Materials ha sviluppato un nuovo, materiale minimamente invasivo chiamato Anisogel. "Se miri a migliorare la rigenerazione del tessuto del midollo spinale danneggiato, devi inventare un nuovo concetto di materiale, "dice Jonas Rose, un dottorato di ricerca studente che lavora al progetto Anisogel.

"Utilizziamo blocchi di dimensioni micrometriche e li assembliamo in strutture 3D organizzate gerarchicamente". Anisogel è costituito da due componenti in gel. Microscopico, morbido, gel a forma di bastoncino incorporati con nanoparticelle magnetiche sono il primo componente. Utilizzando un debole campo magnetico, gli scienziati possono orientare le aste di gel, dopo di che viene reticolata una matrice di gel circostante molto morbida, formando il sistema di guida strutturale. Le bacchette di gel, essendo stabilizzato dalla matrice gel, mantenere il loro orientamento, anche dopo la rimozione del campo magnetico.

Utilizzando esperimenti di coltura cellulare, i ricercatori hanno dimostrato che le cellule possono migrare facilmente attraverso questa matrice di gel, e che le cellule nervose e i fibroblasti si orientano lungo i percorsi forniti da questo sistema di guida. È stato dimostrato che un basso numero di bastoncini di gel all'interno dell'intero volume di Anisogel è sufficiente per indurre la crescita lineare del nervo. Il materiale, sviluppato dagli scienziati con sede ad Aquisgrana, è il primo biomateriale iniettabile che si assembla in una struttura orientata controllata dopo l'iniezione e fornisce un sistema di guida funzionale per le cellule. "Per soddisfare le complesse esigenze di questo approccio, il team del progetto comprende ricercatori con aree di competenza molto diverse, " dice Laura De Laporte. "Questo lavoro interdisciplinare è ciò che rende questo progetto così affascinante".

"Sebbene i nostri esperimenti di coltura cellulare abbiano avuto successo, siamo pronti a fare molto per tradurre il nostro Anisogel in una terapia medica. In collaborazione con Uniklinik RWTH Aquisgrana, attualmente abbiamo in programma studi preclinici per testare ulteriormente e ottimizzare questo materiale, "Spiega Laura De Laporte.