Ricerche

Gli ingegneri del MIT hanno utilizzato una nuova tecnologia microchip per identificare rapidamente i composti per la ricrescita dei nervi di animali vivi.

Gli scienziati hanno cercato a lungo la capacità di rigenerare le cellule nervose, o neuroni, che potrebbe offrire un nuovo modo per curare i danni del midollo spinale così come le malattie neurologiche come l'Alzheimer o il Parkinson.

Molte sostanze chimiche sono in grado di rigenerare i neuroni coltivati in piastre di Petri in laboratorio, ma è difficile e richiede molto tempo identificare quei prodotti chimici che lavorano negli animali vivi, che è crucilae per lo sviluppo di farmaci per l'uomo.

Ora, i ricercatori del MIT hanno utilizzato la nuova tecnologia microchip per testare rapidamente potenziali farmaci su piccoli vermi chiamati elegans C, che sono spesso utilizzati negli studi sul sistema nervoso.

Using the new technology, associate professor Mehmet Fatih Yanik and his colleagues rapidly performed laser surgery, delivered drugs and imaged the resulting neuron regrowth in thousands of live animals. Utilizzando la nuova tecnologia, professore associato Mehmet Fatih Yanik ei suoi colleghi hanno effettuato rapidamente la chirurgia laser, la droga consegnato e ripreso la ricrescita dei neuroni provocando migliaia di animali vivi.

"La nostra tecnologia aiuta i ricercatori ad identificare rapidamente le sostanze chimiche promettenti che possono poi essere testeate nei mammiferi e forse anche negli esseri umani", dice Yanik. Utilizzando questa tecnica, i ricercatori hanno già individuato una classe promettente di rigeneratori neuronali.

Elegans C è un organismo modello utile per la rigenerazione dei neuroni, perché è otticamente trasparente, e tutta la sua rete neurale è nota. Yanik e colleghi avevano già messo a punto una tecnica nanochirurgica laser a femtosecondi che ha permesso loro di tagliare e osservare la rigenerazione delle singole assoni, lunghe estensioni di neuroni che inviano segnali alle cellule vicine.

La loro tecnica nanochirurgia laser a femtosecondi usa impulsi laser infrarossi strettamente focalizzati che sono più brevi di un miliardesimo di secondo. Questo consente al laser di penetrare in profondità gli animali senza danneggiare i tessuti per strada, fino a quando il raggio laser colpisce il suo bersaglio ultimo cioè l'assone.

Nello studio di PNAS, i ricercatori hanno utilizzato la loro tecnologia microchip per tagliare rapidamente gli assoni dei singoli neuroni che sentono il tatto. Spostare dei vermi singoli dal loro nido di incubazione a un microchip di visualizzazione, immobilizzarli ed eseguire la chirurgia laser dura soltanto 20 secondi, il che permette di effettuare migliaia di interventi chirurgici in un breve periodo di tempo.

Dopo la chirurgia laser, ogni worm è riportato al suo nido di incubazione e trattato con un composto chimico diverso. I neuroni C elegans possono parzialmente ricrescere senza aiuto, permettendo alla squadra di Yanik di cercare farmaci che possono aumentare o inibire questo ricrescita. Dopo due o tre giorni, i ricercatori hanno fotografato ogni worm per vedere se i farmaci avevano avuto qualche effetto.

La squadra del MIT ha scoperto che un composto chiamato staurosporina, che inibisce alcuni enzimi noti come chinasi PKC, aveva avuto il più forte effetto inibitorio. In uno studio successivo, hanno testato alcuni composti che attivano queste chinasi, e hanno scoperto che uno di loro ha stimolato la rigenerazione dei neuroni in modo significativo. Alcuni degli studenti di Yanik stanno ora provando questi composti sui neuroni derivati da cellule staminali embrionali umane.

"Questa tecnologia microchip può essere utilizzata anche per lo screening di composti per i loro effetti su altre malattie come l'Alzheimer, il Parkinson e la SLA", dice Yanik.

Il documento apparirà nella edizione online del Proceedings of National Academy of Sciences la settimana del 11 ottobre.

Daily News and Analysis, 12 ottobre 2010