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Migrazione cellulare mappata usando la topografia della natura

Le cellule si spostano dove sono richieste per guarire le ferite; migrano anche dove non sono accolte, come osservato nel cancro. Una ricerca dell’UE ha approfondito il tragitto sostenuto dalle cellule per scoprire cosa orienta il processo.

Salute

Con il progetto MATRIXASSAY i ricercatori hanno cercato di riunire le notevoli competenze dei loro partner e di sfruttare l’innovazione tecnologica dei collaboratori del settore per sviluppare uno strumento per la verifica della migrazione cellulare sulle superfici.

Molto più che scalfire la superficie

Grattare via una zona di cellule è un metodo standard per studiare la guarigione delle ferite e analizzare come le cellule riescono a chiudere la distanza. Eppure, quando si utilizza il cosiddetto test di scratch possono sorgere dei problemi, poiché spesso viene rimosso anche il rivestimento della superficie sottostante. «È particolarmente importante che le superfici riflettano le matrici extracellulari che le cellule incontrano nel corpo», precisa Brian Rodriguez, professore di fisica presso lo University College di Dublino e coordinatore del progetto. Condotto con il supporto del programma Marie Skłodowska-Curie, MATRIXASSAY ha sviluppato un nuovo metodo per seguire la migrazione cellulare. Un raggruppamento auto-organizzato di cellule, uno sferoide o un organoide, è inserito direttamente nel centro di ciascun pozzetto di una piastra per la coltura tissutale da 96 pozzetti. «I pozzetti sono stati rivestiti con pellicole di fibrille di collagene allineate di diametro controllato per simulare le diverse matrici extracellulari esistenti naturalmente nel nostro corpo», spiega Rodriguez. Altri vantaggi del MATRIXASSAY consistono nell’essere interamente compatibile con approcci di immaginografia ad elevato contenuto, che potrebbero essere usati per studiare l’influenza delle funzionalità topografiche e delle proprietà meccaniche. Potrebbe essere testato anche l’effetto di farmaci sull’abilità di migrazione cellulare. La collocazione dello sferoide riproducibile nel centro di un pozzetto può risparmiare tempo e archiviazione dati poiché non servono immagini multiple.

Il progresso della ricerca futura lungo le tracce della natura

Rodriguez spiega i suoi piani per dirigere la ricerca: «Ora che abbiamo stabilito il prototipo, speriamo di usarlo per scoprire l’influenza meccanica e topografica sulla migrazione cellulare per linee cellulari differenti e in diverse condizioni». I risultati provenienti dal progetto insieme al lavoro pubblicato in precedenza indicano che a seconda della topografia del collagene, alcune cellule migreranno favorevolmente lungo la direzione dell’allineamento o in senso perpendicolare all’allineamento. Prendete per esempio la struttura del tendine, che è ondulata per fornire resistenza oltre a proprietà ammortizzanti.

La diversità comporta sfide specifiche

«Forse qualsiasi ampio progetto internazionale e intersettoriale incontra delle difficoltà, nonostante le misure di mitigazione del rischio. Noi di sicuro abbiamo avuto la nostra buona dose, compresi problemi nell’ottenere i visti per gli Stati Uniti dopo le elezioni del 2016!» racconta Rodriguez. I problemi spaziavano da difficoltà tecniche previste a divergenze impreviste di un partner del consorzio. Il professore ha sottolineato che i ricercatori tendono a sottostimare il tempo e le risorse necessarie per mantenere un ambizioso piano di lavoro. È necessario un equilibrio tra questi requisiti spesso contrastanti, ma un sano squilibrio aiuta a concentrare gli sforzi e favorisce l’innovazione.

Compatibilità commerciale e applicazioni multiple per la produzione della parte biomedica

«Per molti versi siamo appena agli inizi e speriamo di perfezionare e pubblicare il nostro lavoro». La progettazione di MATRIXASSAY si trova su una piattaforma aziendale. Il sistema è compatibile con diverse piastre a pozzetti e inserti per piastre a pozzetti disponibili in commercio. Il sistema non si limita alla collocazione di sferoidi e può essere anche utilizzato per situare microcarrier (cellule in una matrice di supporto) in determinate posizioni su costruzioni biostampate in 3D per la fabbricazione di componenti biomediche.

Parole chiave

MATRIXASSAY, scratch, migrazione cellulare, matrici extracellulari, collagene, piastra a pozzetti, test

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