Il dispositivo è in grado di stimolare cellule staminali trapiantate nel midollo spinale lesionato, grazie a un elettrodo innovativo i cui impulsi elettrici favoriscono il loro differenziamento in neuroni. I risultati aprono scenari promettenti per nuovi campi di applicazione degli impulsi elettrici.
La stimolazione elettrica delle cellule staminali in modalità wireless per favorire la rigenerazione delle lesioni del midollo spinale.
Si tratta di una tecnica innovativa sviluppata dai ricercatori ENEA nell’ambito del progetto europeo RISEUP, al quale partecipano in Italia anche Università Sapienza di Roma e l’azienda RISE Technology.
In particolare, è stato realizzato un dispositivo in grado di stimolare cellule staminali trapiantate nel midollo spinale lesionato, grazie a un elettrodo innovativo i cui impulsi elettrici favoriscono il loro differenziamento in neuroni. “Abbiamo sviluppato un dispositivo totalmente biocompatibile, in grado di somministrare impulsi elettrici wireless per trapiantare e modificare le cellule staminali direttamente nel tessuto danneggiato del midollo spinale”, spiega la responsabile ENEA del progetto, la ricercatrice Claudia Consales del Dipartimento Sostenibilità.
Questo dispositivo è composto da una capsula stampata in 3D, progettata per integrare la parte elettronica, a sua volta connessa a un elettrodo completamente flessibile che è in grado di adattarsi facilmente a qualsiasi forma del corpo. “Si tratta di un approccio che non solo consente un intervento meno invasivo, ma migliora anche l’integrazione delle cellule staminali e permette di ridurre la risposta infiammatoria”, aggiunge Consales.
Questi risultati aprono scenari promettenti per nuovi campi di applicazione degli impulsi elettrici. La possibilità di ‘guidare’ il fenotipo di una cellula staminale (ovvero, indirizzare o controllare in che tipo di cellula si trasformerà), nonché l’azione antinfiammatoria, abilitano utilizzi estremamente innovativi degli impulsi sia nella medicina rigenerativa sia nelle patologie in cui l’infiammazione contribuisce in modo significativo alla loro progressione.
Gli impulsi elettrici sono utilizzati in biologia e medicina prevalentemente per la loro capacità di indurre la formazione di pori sulle cellule (elettroporazione). In RISEUP sono applicati alle cellule staminali per modificarne il fenotipo, favorendone la proliferazione o il differenziamento, grazie alla loro capacità di modulare le oscillazioni del calcio intracellulare.
“Abbiamo dimostrato in esperimenti in vitro e in vivo che questi impulsi possono anche ridurre la risposta infiammatoria”, sottolinea Consales. “La combinazione di bioingegneria avanzata e stimolazione elettrica – conclude – ha il potenziale di rivoluzionare l’approccio a diversi tipi di patologie, contribuendo a migliorare la qualità della vita dei pazienti”.
Foto a dx: Dispositivo messo a punto dall’azienda RISE Technology, partner del consorzio, nel progetto RISEUP per il trapianto e la stimolazione delle cellule staminali. In A è raffigurata la capsula stampata 3D contenente i componenti di microelettronica necessari per erogare gli impulsi elettrici in microsecondi e la corrente continua. In B l’elettrodo realizzato in oro poroso in modo da essere totalmente flessibile e capace di adattarsi a qualsiasi forma del corpo.
fonte: Enea | nella foto di copertina, macrofagi in vitro esprimenti un fenotipo infiammatorio
