Da un progetto di Roma Tor Vergata, sviluppata tecnica di stampa in 3D di muscoli danneggiati
Sono diversi i fattori che portano al danneggiamento dei muscoli del corpo umano, distrofie muscolari, grandi traumi dovuti a strappi accidentali o interventi chirurgici, infortuni e incidenti di vario tipo. Una nuova tecnica di stampa 3D ha dato risultati molto incoraggianti sulla via della rigenerazione del sistema muscolare.
La perdita massiccia di muscolo scheletrico, detta VML (volumetric muscle loss) è una delle principali sfide cliniche al riguardo. A questa esigenza, viene in soccorso una disciplina recentemente emersa chiamata SMTE, ingegneria del tessuto muscolare scheletrico.
Cesare Gargioli, docente di Biologia applicata presso il dipartimento di Biologia dell'università Tor Vergata di Roma, utilizza una nuova tecnica di stampa 3D detta a filatura rotante (3DRoWS) che si è dimostrata altamente efficiente come lui stesso spiega “nella biofabbricazione di mio-sostituti umani con architetture e funzioni identiche al muscolo nativo. In questo lavoro dimostriamo come la tecnica proposta possa essere utilizzata per creare un microambiente che promuove il differenziamento miogenico dei periciti derivati dal muscolo scheletrico umano”. I periciti sono cellule perivascolari localizzate intorno i vasi sanguigni e la loro importanza deriva dal fatto che contribuiscono alla corretta struttura e funzionalità dei vasi sanguigni stessi.
Nello sviluppo della ricerca, il team del professore si è avvalso della proteomica, lo studio del proteoma, l'insieme cioè delle proteine prodotte o modificate da un organismo o un sistema biologico.
Utilizzando la proteomica – conferma Gargioli - ad alta risoluzione, basata sulla spettrometria di massa, abbiamo dimostrato per la prima volta come la stampa 3D abbia un notevole effetto sulla maturazione delle fibre muscolari rivelando che: l'ambiente 3D conferisce un microambiente meno mitogeno” rispetto alle colture 2D standard, favorendo la formazione di fasci contrattili di miotubi derivati da periciti e in più spegnendo l'attività delle molecole di adesione cellulare”.
Per mitogeno si intende un fattore di crescita, ossia segnale extracellulare capace di indurre la duplicazione e la proliferazione cellulare.
“Il metodo RoWS promuove un incremento delle proteine strutturali della matrice muscolare oltre ad aumentare le proteine di contrazione rispetto alle colture 3D non stampate”.
“Dunque – conclude - le indagini in vivo dimostrano che il mio-sostituto biofabbricato in 3D è pienamente compatibile con il tessuto muscolare ablato dell'ospite, mostrando la completa integrazione dell'impianto nel muscolo dell'ospite e la rigenerazione di fibre muscolari in un modello murino con perdita massiccia di muscolo scheletrico”.
Complessivamente, i risultati dimostrano che la tecnica di stampa 3D RoWS offre una capacità superiore di controllo del processo di differenziamento miogenico su macroscala e che, con un futuro perfezionamento, può avere il potenziale per essere traslato nella pratica clinica per il trattamento di lesioni muscolari grazie alla stampa 3D di un muscolo umano.
Link correlati:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/agt2.727
a cura dell'Ufficio Stampa di Ateneo