L'uso di strutture rivestite di zucchero ha permesso a degli scienziati di fare un ulteriore passo verso un utilizzo di routine delle cellule staminali nella clinica e per sbloccare il loro enorme potenziale nella cura di malattie che vanno dall'Alzheimer al diabete.
Le cellule staminali hanno la capacità unica di trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula umana, aprendo un numero infinito di opportunità terapeutiche per alcune malattie e condizioni mondiali incurabili. Il problema è indurre le cellule staminali a trasformarsi nel tipo specifico di cellule necessarie per il trattamento di una determinata malattia.
Proiezioni neurali (verde) formate da cellule staminali embrionali di topo in coltura, sulle strutture con gli zuccheri attaccati. (Credit: Image courtesy of Manchester University) |
Ma ora ricercatori della Scuola dei Materiali e della Facoltà di Scienze della Vita dell'Università di Manchester (MU) hanno sviluppato una struttura a ragnatela, rivestita con molecole lunghe di zucchero, che favorisce questa azione da parte delle colture di cellule staminali.
La struttura è prodotta con un processo noto come 'elettrofilatura', che crea una rete di fibre simile alle strutture naturali presenti all'interno del corpo.
I risultati del team - pubblicati sul Journal of Biological Chemistry - sono particolarmente promettenti, poichè le molecole di zucchero sono diffuse sulla superficie delle fibre, lasciando inalterati alla loro funzione gli schemi strutturali importanti. Gli zuccheri sono anche 'letti' dalle cellule staminali coltivate in superficie, stimolando e migliorando la formazione di tipi di cellule neuronali.
L'autrice principale Dott.ssa Catherine Merry, dal gruppo Stem Cell Glycobiology della MU, ha detto: "Queste maglie sono state modificate con molecole di zucchero lunghe e lineari, delle quali abbiamo in precedenza provato il ruolo fondamentale nel regolare il comportamento delle cellule staminali. Combinando le molecole di zucchero con la ragnatela di fibre, speravamo di usare sia segnali biochimici che strutturali per guidare il comportamento delle cellule staminali, in un modo simile a quello impiegato naturalmente dall'organismo. Questo è il Santo Graal della ricerca nello sviluppo di nuove terapie che utilizzano tecnologia delle cellule staminali".
Il gruppo prevede che la combinazione delle molecole di zucchero con la rete di fibre aiuterà sia la crescita delle cellule staminali che la formazione di tipi cellulari diversi dalla popolazione di cellule staminali.
Le possibili applicazioni includono l'ingegneria dei tessuti, per cui le maglie potrebbero, per esempio, sostenere cellule differenzianti per formare ossa, fegato o vasi sanguigni. Le reti hanno anche implicazioni terapeutiche potenziali nel trattamento di malattie come l'osteocondroma multiplo (MO), una malattia rara che crea osteofitosi o grumi causati dalla produzione anormale di queste molecole di zucchero.
Il co-autore professor Tony Day, del Wellcome Trust Centre for Cell-Matrix Research della MU, ha dichiarato: "Questa collaborazione intra-facoltà apre nuove possibilità per il possibile sfruttamento delle interazioni adesive della matrice extracellulare per manipolare il comportamento delle cellule staminali e realizzare il loro potenziale terapeutico pieno".
Lo studio è stato finanziato dal Medical Research Council e dall' Engineering and Physical Sciences Research Council Human Frontiers Scientific Programme.
Fonte: Manchester University.
Riferimento: KA Meade, KJ White, CE Pickford, RJ Holley, A. Marson, D. Tillotson, TH van Kuppevelt, JD Whittle, AJ Day, CLR Merry. Immobilization of Heparan Sulfate on Electrospun Meshes to Support Embryonic Stem Cell Culture and Differentiation. Journal of Biological Chemistry, 2012; 288 (8): 5530 DOI: 10.1074/jbc.M112.423012.
Pubblicato in Science Daily il 26 Febbraio 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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