Scaffold rigenerativi per il sistema nervoso centrale
La medicina rigenerativa utilizza spesso scaffold di materiali differenti per la riparazione dei tessuti. Questi scaffold sono stati prodotti con una varietà di tecniche differenti, inclusa la prototipazione rapida, un approccio recentemente sviluppato che utilizza la progettazione assistita da computer (CAD). Per riparare le lesioni del SNC è necessario controllare la crescita e la connettività funzionale delle reti neuronali tridimensionali. A tal fine il progetto NEUROSCAFFOLDS (Rapid prototyping scaffolds for the nervous system), finanziato dall’UE, ha deciso di fabbricare scaffold basati su nanomateriali con proprietà chimiche, geometriche e meccaniche altamente regolate. Inoltre ha funzionalizzato il substrato degli scaffold con molecole guida a risoluzione nanometrica per guidare e sostenere la crescita e la differenziazione neuronali. I team scientifici sono riusciti a fabbricare monostrati di nanofibre gelatinose in grado di sostenere la crescita di astrociti e neuroni ippocampici oltre alla differenziazione delle cellule staminali in prospettiva di neuroni funzionali. Hanno inoltre testato la realizzabilità della stampa 3D di scaffold neuronali utilizzando inchiostri contenenti particelle ultrafini. Gli scaffold costituiti da nanotubi di carbonio a parete multipla sono stati ulteriormente funzionalizzati con una serie di molecole di specifica attività biologica. Nel corso dei test in vitro per la coltura dei neuroni si è scoperto che questi scaffold tridimensionali promuovono una morfologia più differenziata e simile a quella in vivo. L’attività neuronale dei neuroni coltivati presentava una frequenza più alta e formava ampie reti 3D. Il confronto con le colture 2D ha rivelato differenze significative, sottolineando l’importanza delle conoscenze generate per le neuroscienze di base e per la riparazione del sistema nervoso. Gli scaffold sviluppati sono stati testati anche in vivo in un modello di ratto di rigenerazione del nervo sciatico: sono stati ben tollerati e hanno sostenuto l’efficace rigenerazione delle cellule di Schwann e degli assoni. Nel loro insieme i risultati dello studio NEUROSCAFFOLDS servono da base per lo sfruttamento futuro di scaffold per la riparazione del SNC.
Parole chiave
Scaffold, sistema nervoso centrale, prototipazione rapida, NEUROSCAFFOLDS, neuroni