Le comunicazioni cellulari diventano "dolci"
Le cellule comunicano tra di loro su lunghe e brevi distanze mediante una combinazione di segnali elettrici e chimici. Questa comunicazione si rivela cruciale per la differenziazione, la crescita e la sopravvivenza delle cellule, nonché per l'accrescimento e il funzionamento dell'organismo stesso. Sebbene non siano ancora stati del tutto chiariti i meccanismi precisi alla base di questo fenomeno, gli oligosaccaridi (carboidrati o zuccheri) sono coinvolti nel rilevamento direzionale. La segnalazione si basa sull'aderenza cellula-matrice, o legame della cellula alla matrice extracellulare mediante le molecole di aderenza, un meccanismo che potrebbe rivelarsi utile, ad esempio, nella rigenerazione o nel biorilevamento guidati dei tessuti. Gli scienziati hanno avviato il progetto FIND AND BIND, finanziato dall'UE, per scoprire in che modo gli oligosaccaridi mediano gli eventi di riconoscimento e modulano i processi biologici ai fini dello sviluppo di criteri di progettazione biologica destinati ai nuovi dispositivi. I glicosamminoglicani citoscheletrici (GAG) sono una classe di oligosaccaridi extracellulari che forniscono sostegno alle cellule. La presenza di gruppi funzionali con carica negativa influenza la loro bioattività. Durante l'attuale periodo di rilevazione, gli scienziati hanno analizzato questo effetto all'interno di modelli cellulari bidimensionali (2D) formati da monostrati autoassemblati (SAM) costituiti sia da cellule staminali sia da condrociti (un tipo di cellula ossea che produce la matrice cartilaginea). La solfonazione (ovvero l'incorporazione di gruppi SO3H con carica negativa) ha influenzato la morfologia e la mobilità cellulari di entrambi i tipi di cellule in base a modalità dipendenti dalla concentrazione. I risultati sono stati estesi mediante l'utilizzo di matrici di gel tridimensionali (3D) che hanno consentito di ottimizzare la rappresentazione del milieu extracellulare. L'attività dei condrociti misurata dalla diffusione e dalla proliferazione cellulare era significativamente superiore rispetto a quella degli idrogel solfatati. La valutazione del sensore sviluppato durante il precedente periodo di rilevazione (un sensore biotinilato per il microequilibrio dei cristalli di quarzo con monitoraggio della dissipazione (QCM-D)) ha dimostrato l'affidabilità del sistema per misurazioni a lungo termine, oltre che la stabilità in condizioni di conservazione al fresco fino a 8 settimane a 2-8 gradi centigradi. Il dispositivo di rilevamento è stato quindi utilizzato in combinazione con la microscopia ottica per la misurazione dell'attaccamento dei fibroblasti sulla superficie cellulare in tempo reale e per la valutazione dell'effetto dei vari metodi di immobilizzazione. Gli scienziati sono stati infine in grado di sviluppare metodi di formazione dei glicani in grado di preservarne la bioattività. L'iniziativa FIND AND BIND sta contribuendo in larga misura a spiegare il ruolo degli oligosaccaridi nei percorsi di segnalazione cellulare. L'obiettivo consiste nella ricerca di strumenti diagnostici e terapeutici efficaci ed economici in aree quali la rigenerazione ossea e tissutale, nonché le tecniche di impianto e di trapianto.
