Nuova medicina rigenerativa: può un piccolo chip ‘guarire’ interi organi?

Questo piccolo dispositivo utilizza la nanotransferimento tissutale per rigenerare organi interi al tocco di un dito.
 
Quella che una volta era la materia della fantascienza sta diventando realtà: tutti gli organi possono essere “guariti” semplicemente toccando un piccolo chip.

  immagine: L’Ohio State University Wexner Medical Center

Un team di ricercatori dell’Ohio State University Wexner Medical Center e del College of Engineering di Ohio State, entrambi a Columbus, hanno sviluppato una tecnologia innovativa che potrebbe presto ripristinare quasi ogni organo.

Il dispositivo modifica la funzione cellulare in modo non invasivo. Si basa su un tipo di nanotecnologia chiamata nanotransfezione tissutale, che può riprogrammare le cellule adulte viventi in qualsiasi altro tipo di cellula.

Il nuovo studio è stato pubblicato nella rivista Nature Nanotechnology , e la ricerca è stata condotta congiuntamente dal dottor Chandan Sen, direttore del Centro di Stato per la Medicina Riabilitativa e delle Terapie Cellulari, e L. James Lee, professore di chimica e ingegneria biomolecolare presso l’Ohio State College of Engineering.

Come funziona la tecnologia

La tecnologia avanzata si basa su due elementi principali, e la prima è il chip stesso. Utilizzando la nanotecnologia, gli scienziati hanno progettato il dispositivo in modo che possa iniettare un cosiddetto carico genetico nelle cellule del corpo.

Il secondo elemento è il carico genetico stesso: il chip trasporta un codice genetico specifico in forma di DNA o RNA che, applicandosi alle cellule, li modifica dalla struttura precedente e funziona alla struttura e alle funzioni necessarie per riparare il danno. Il video qui sotto mostra il dispositivo in funzione.

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Come spiegano gli autori dello studio, i fattori di riprogrammazione vengono consegnati nella cella usando un “campo elettrico molto intenso e focalizzato attraverso i nano canali”. In altre parole, il chip è posto sulla pelle e con un tocco semplice, una corrente elettrica piccola e quasi impercettibile forge canali nel tessuto.

Il DNA o RNA viene inviato attraverso questi nano-canali e inizia a riprogrammare le cellule, dando loro una nuova “identità”. Come spiega il Dr. Sen, “Basta una frazione di un secondo: tocchi semplicemente il chip nella zona ferita, poi rimuovi, a quel punto inizia la riprogrammazione delle cellule”.

Il dispositivo è provato al 98 per cento efficace

La squadra ha testato il dispositivo nei topi applicando la tecnologia alla pelle delle gambe ferite, il cui flusso di sangue è stato bloccato. Il dispositivo ha trasformato con successo le cellule della pelle dei topi in cellule vascolari. “Entro una settimana abbiamo cominciato a notare la trasformazione”, dice il dottor Sen.

Nella seconda settimana, le cellule della pelle si erano trasformate in vasi sanguigni funzionali e alla terza settimana le gambe dei roditori erano completamente guarite – senza altri interventi farmacologici.

“Quel che è ancora più eccitante è che non solo funziona sulla pelle, ma su qualsiasi tipo di tessuto”, aggiunge.

In un secondo insieme di esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato il dispositivo per trasformare le cellule cutanee in cellule cerebrali, aiutando a ripristinare la regione che è stata danneggiata da ictus .

In particolare, l’arteria cerebrale centrale era stata bloccata. Tuttavia, i ricercatori hanno trapiantato le cellule cerebrali appena ottenute nel cervello dei roditori, che hanno riparato i danni causati dal colpo. Gli scienziati riferiscono che entro settimane, i cervelli del topo hanno funzionato nuovamente.

Questo è difficile da immaginare, ma è realizzabile, funziona con successo al 98 per cento del tempo. Con questa tecnologia, possiamo convertire un solo tocco delle cellule della pelle in elementi di qualsiasi organo. Questo processo richiede solo meno di un secondo ed è non invasivo.”

Il Dr. Chandan Sen

I ricercatori spiegano che, rispetto ad altre tecnologie di transfection in vivo che utilizzano virus – in cui la distribuzione di un gene può causare gravi effetti collaterali – questa tecnologia è incentrata su singole cellule e funziona in modo non invasivo. “La differenza con la nostra tecnologia è come consegnare il DNA nelle cellule”, dice il dottor Lee.

Data la natura semplice, non invasiva e non farmacologica della tecnologia, gli scienziati sperano di spostare il dispositivo in sperimentazioni cliniche umane entro un anno.

Tratto da www.sciencedaily.com

 

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