Cellule staminali stampate in 3d per far ricrescere il tessuto cardiaco danneggiato dopo un attacco di cuore

La patch di cellule staminali biostampate in 3d di un ricercatore canadese potrebbe ‘rivoluzionare’ il trattamento delle malattie cardiache

Un ricercatore dell’Università di Saskatchewan ha sviluppato una patch per il cuore biostampata in 3D che potrebbe essere utilizzata per ricostituire e riparare i tessuti cardiaci danneggiati. La ricerca, recentemente pubblicata sulla rivista Tissue Engineering , potrebbe essere un grande passo avanti nello studio del trattamento delle malattie cardiache.

Il ricercatore in questione, Mohammad Izadifar, è uno studente di dottorato di ingegneria biomedica presso l’Università di Saskatchewan in Canada e si è specializzato in malattie cardiache e trattamenti di malattie cardiache. Il suo recente successo nel bioprinting è stato testato su animali con risultati positivi.

“La ricerca di Mohammad è un lavoro pionieristico”, ha commentato il supervisore di Izadifar Daniel Chen, che è anche  professore di ingegneria meccanica. “I risultati preliminari usando un modello animale sono promettenti. Questa nuova patch al cuore ha il potenziale per aiutare le persone malate di cuore in tutto il mondo”.

Impressionante, Izadifar dice che la sua innovativa patch potrebbe essere pronta per essere utilizzata sugli esseri umani (almeno su base sperimentale) entro i prossimi dieci anni. L’obiettivo della sua ricerca è quello di rivoluzionare i processi di trattamento per le malattie cardiache.

Quando una persona ha un attacco di cuore, il flusso sanguigno è parzialmente o completamente bloccato ad una certa parte dell’organo vitale. Se la persona sopravvive all’attacco, la parte danneggiata del cuore non può ancora essere risolta. In altre parole, il tessuto sano non può rigenerarsi naturalmente per recuperare completamente il cuore.

“Il problema è che il cuore non può ripararsi una volta danneggiato da un infarto”, ha spiegato Izadifar. “Se il tessuto cardiaco muore, non può essere sanato.”

La patch per il  cuore del ricercatore, però, potrebbe fornire una soluzione a questo problema. Izadifar ha sviluppato una patch che potrebbe essere assemblata utilizzando materiali biocompatibili e una bioprinter 3D. La patch, costituita da una “struttura in gelatina” e fatta da un idrogel a base di alghe, è destinata a sciogliersi nel cuore del paziente dopo essere stato impiantato.

In particolare, la patch stampata 3D è stata progettata per ospitare le cellule staminali e le nanoparticelle biocompatibili. Queste nanoparticelle possono essere programmate per inviare segnali ai vasi sanguigni del cuore, promuovendo efficacemente e incoraggiando la ricrescita del tessuto cardiaco danneggiato.

Più precisamente, le nanoparticelle nella struttura bioprinted 3D stimolano le cellule staminali (anche nella patch) a trasformarsi in cellule cardiache, che gradualmente aiutano a rigenerare il cuore danneggiato del paziente, anche aiutandolo a creare nuovi vasi sanguigni.

Come Izadifar afferma: “Con l’aiuto di questa patch, un paziente sarebbe in grado di rigenerare il tessuto cardiaco dalle proprie cellule. Sarebbe un trattamento permanente per gli attacchi cardiaci “.

Finora, Izadifar è stato in grado di impianta la sua  patch heart su topi di laboratorio . Per consentire il monitoraggio dei ratti (l’impianto è riferito invisibile ai sistemi di imaging medico), il ricercatore ha sviluppato un processo di imaging non invasivo in collaborazione con Light Source (CLS).

“Con diversi modelli di stampa 3D, possiamo controllare la durezza, la conduttività e l’allineamento delle celle della patch”, ha spiegato. “Con la tecnica di imaging medica che ho sviluppato presso la CLS, saremo in grado di monitorare la patch 3D stampata durante il processo di guarigione”.

Il processo di impianto sui topi, aiutato dal suo co-supervisore e neurochirurgo specialista Michael Kelly, ha già mostrato risultati promettenti: i ratti con una patch  stampata in 3d al cuore hanno avuto un tasso di sopravvivenza del 70 per cento (rispetto al tasso di sopravvivenza del 50 per cento noto per simili procedure chirurgiche).

Attualmente, il ricercatore  sta concentrando il suo lavoro nello studio degli effetti a lungo termine della patch   La sua ricerca è stata sostenuta dall’Istituto canadese per la ricerca sulla salute.

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