di Viola Rita

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(Foto: Gordana Vunjak-Novakovic/Columbia Engineering. Il tessuto cardiaco)

La bioingegneria fa passi da gigante. È stato appena ottenuto il primo tessuto cardiaco adulto, formato a partire da cellule staminali umane, che mostra le caratteristiche essenziali per il funzionamento del cuore. Il risultato è stato raggiunto da un gruppo di ricerca guidato dalla Columbia University School of Engineering and Applied Science ed è pubblicato su Nature. Questo modello potrà essere utile, in particolare, per studi sulla fisiologia e sulle malattie che colpiscono il cuore. Ecco come è stato ottenuto.

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Il tutto è avvenuto a partire da cellule staminali pluripotenti indotte umane (iPsc), ovvero cellule staminali che però sono state ottenute da cellule adulte differenziate, ad esempio quelle della pelle. Ha spiegato l’autrice Gordana Vunjak-Novakovic, “l’idea è quella di esplorare il concetto di uno sviluppo accelerato”.

Il nuovo approccio si basa sull’uso, nel loro stadio iniziale (prima che inizi la contrazione spontanea del muscolo), di cardiomiociti, cellule che compongono il tessuto muscolare cardiaco, derivati dalle staminali umane. I cardiomiociti così ottenuti, insieme ad altre cellule di supporto, sono stati incapsulati in una soluzione in cui è presente la fibrina,  Questo composto ha costituito la base del tessuto, che è stato fatto crescere in particolari colture. I ricercatori hanno applicato degli stimoli elettrici ed elastici per aiutare l’organo a contrarsi, aiutando a riprodurre ciò che avviene realmente, dunque la normale contrazione per il corretto funzionamento del cuore. Gli autori, inoltre, hanno anche potuto misurare la frequenza cardiaca, l’ampiezza del battito e la forza delle contrazioni, nonché la risposta ai farmaci ed altre proprietà dell’organo.

Altro elemento riguarda la scelta dei ricercatori di applicare impulsi elettromeccanici la cui frequenza aumentava leggermente ogni giorno: così, il muscolo deve lavorare sempre un po’ di più. L’obiettivo era vedere se si passava da un muscolo ancora nella fase di sviluppo iniziale ad un organo simile a quello nello stadio adulto. E questo risultato è stato raggiunto, spiegano i ricercatori, che dopo quattro settimane hanno osservato una maturazione senza precedenti della struttura del tessuto, del metabolismo e della funzionalità. Dopo questo periodo, infatti, il tessuto mostrava un profilo di espressione genica, una costruzione strutturata e una serie di funzioni che si manifestano nel muscolo cardiaco umano adulto.

 

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