Per la prima volta, un gruppo di scienziati dell’Università del Wisconsin-Madison ha realizzato un modello funzionante di tessuto cerebrale umano attraverso la tecnologia di stampa 3D. Questo traguardo è stato ottenuto inducendo le cellule staminali a differenziarsi in neuroni e altre cellule nervose, che hanno poi stabilito connessioni sinaptiche, scambiandosi segnali biochimici simili a quelli che avvengono nel cervello umano. Questo avanzamento, descritto in dettaglio sulla rivista “Cell Stem Cell”, apre nuove frontiere nello studio delle interazioni cellulari nel cervello e nel comprensione di malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e il Parkinson.
Nel passato, tentativi di creare tessuti cerebrali con la stampa 3D si erano scontrati con la difficoltà di far interagire le cellule tra loro in maniera attiva. Grazie all’uso di un bioinchiostro gelatinoso e biocompatibile, più malleabile rispetto a materiali usati precedentemente, i ricercatori hanno superato questo ostacolo. Le cellule staminali, una volta inserite in questo ambiente favorevole, hanno potuto svilupparsi in neuroni funzionali, interconnettendosi in un tessuto coeso e attivo, senza che la struttura di supporto subisse danni.
Tecnica innovativa
Un’innovazione metodologica introdotta dal team di ricerca è stata la stampa orizzontale degli strati di tessuto, a differenza della più comune stampa verticale. Questo approccio ha ridotto lo spessore del tessuto, migliorando la distribuzione di ossigeno e nutrienti essenziali per la sopravvivenza e il funzionamento delle cellule.
Questa nuova metodologia non mira a sostituire gli approcci esistenti alla creazione di modelli di tessuto cerebrale, ma piuttosto a integrarli. La tecnica di stampa 3D utilizzata permette di ottenere modelli funzionali in modo più semplice e veloce rispetto agli organoidi, offrendo al contempo un maggiore controllo sulle tipologie cellulari presenti e sui tempi di produzione, notevolmente ridotti.
La capacità di progettare e stampare tessuti cerebrali su misura apre la strada a studi mirati sulle dinamiche neuronali e sulla comunicazione intercellulare in condizioni specifiche. Su-Chun Zhang, a capo del progetto, sottolinea l’importanza di questa tecnologia per l’osservazione dettagliata delle reti neuronali e per la sperimentazione di nuove terapie contro le malattie neurodegenerative. La possibilità di riprodurre diverse aree cerebrali potrebbe rivoluzionare l’approccio allo studio e al trattamento di queste patologie.