HKBU inventa la nanostruttura che stimola la crescita delle cellule staminali per il trattamento del morbo di Parkinson
I ricercatori della Hong Kong Baptist University hanno inventato una nanostruttura in grado di stimolare le cellule staminali neurali a differenziarsi in cellule nervose. Hanno scoperto che il trapianto di queste cellule nervose nei ratti con la malattia di Parkinson migliorava progressivamente i loro sintomi, con le nuove cellule che sostituivano le cellule nervose danneggiate intorno al sito del trapianto. Questa nuova invenzione fornisce spunti promettenti sulle terapie con cellule staminali e offre la speranza di un nuovo trattamento per il morbo di Parkinson.
Il morbo di Parkinson è una delle malattie neurodegenerative più comuni. Viene comunemente diagnosticato nelle persone di età superiore ai 60 anni. Deriva dalla degenerazione dei neuroni dopaminergici nella sostantia nigra, una regione complessa e critica del cervello. Ciò si traduce in disturbi del movimento del corpo e problemi con i sistemi motori del corpo, con sintomi comuni tra cui tremori e difficoltà a camminare.
Mentre i trattamenti attuali non possono curare completamente la malattia di Parkinson, la terapia con cellule staminali è uno dei trattamenti più promettenti. Implica la coltivazione di cellule staminali per la differenziazione in cellule, tessuti o organi nuovi e sani che possono quindi essere trapiantati nel corpo umano per sostituire le cellule danneggiate o morte.
Le tecniche di coltura di cellule staminali convenzionali richiedono un gran numero di fattori di crescita aggiuntivi in un terreno di coltura. Le sostanze chimiche utilizzate possono stimolare la crescita delle cellule tumorali e aumentare il rischio di sviluppare tumori dopo il trapianto nel corpo umano. Inoltre, le strutture simili al cervello ottenute da questo metodo di solito assomigliano poco alle loro controparti nel cervello. L’efficienza delle tecniche di coltura convenzionali è bassa poiché il processo dura più di un mese, con un rischio elevato di contaminazione.
La pionieristica nanomatrix, sviluppata da un gruppo di ricerca guidato dal Professor Ken Yung Kin-lam, Professore del Dipartimento di Biologia e Dr Jeffery Huang Zhifeng, Professore associato del Dipartimento di Fisica della HKBU, può indurre la differenziazione rapida e specifica dello stelo neurale cellule in strutture in miniatura come la nigra-nigra. Questi mini-SNLS comprendono principalmente neuroni dopaminergici e possono sostituire le cellule danneggiate o degenerate nella sostanza nera nel cervello.
La nanomatrix è costituita da una lastra di silice rivestita con uno strato di nanostruttura. Lo spessore della nanomatrix va da 550 a 730 nm, ma sulla superficie ci sono trilioni di strutture nanozigzag che possono avviare la crescita delle cellule staminali neurali in mini-SNLS senza l’uso di fattori di crescita chimica.
“Quando le cellule staminali neurali entrano in contatto fisico con la nostra matrice nanozigzag su misura in vitro, il” massaggio fisico “può indurre le cellule a differenziarsi rapidamente nei neuroni dopaminergici desiderati. Una struttura mini-cervello auto-organizzata può essere sviluppata in sole due settimane con un rischio di carcinogenesi sostanzialmente ridotto ”, ha affermato il dott. Huang.
Il team di ricerca ha effettuato ulteriori test di laboratorio con mini-SNLS in un modello di ratto. Hanno trapiantato mini-SNLS coltivati con la matrice nanozigzag nel cervello dei ratti con il morbo di Parkinson che mostravano una grave asimmetria motoria e rotazione, che sono i principali sintomi del morbo di Parkinson.
A partire dall’ottava settimana dopo il trapianto, tutti i ratti hanno mostrato miglioramenti e una progressiva riduzione della rotazione. Nella diciottesima settimana, i neuroni dopaminergici sono stati osservati e ampiamente diffusi nel sito di trapianto primario. Inoltre, non sono state rilevate caratteristiche simil-tumorali. Al contrario, i ratti nel gruppo di controllo senza trapianto non hanno mostrato segni di miglioramento.
“I risultati hanno mostrato che queste strutture mini-cerebrali hanno mostrato un’eccellente sopravvivenza e funzionalità nel cervello dei ratti e hanno portato al miglioramento precoce e progressivo della malattia di Parkinson nei ratti in vivo. Pone le basi per la ricerca sulle terapie con cellule staminali che possono in definitiva curare la malattia di Parkinson “, ha affermato il professor Yung.
“Variando la rigidità, la densità e la disposizione dei nanozigzag o la forma dello strato di matrice, le cellule staminali neurali possono essere differenziate in diverse cellule funzionali desiderabili. L’invenzione ha mostrato un grande potenziale per il trattamento di altre malattie incurabili, come la malattia di Alzheimer e alcuni tipi di cancro “, ha aggiunto il professor Yung.
La scoperta della ricerca è stata pubblicata sulla rivista accademica Advanced Science. Il team di ricerca ha ottenuto un brevetto statunitense per la matrice nanozigzag.
Oltre agli scienziati della HKBU, il gruppo di ricerca ha incluso anche il dott. King Lai Wai-chiu, professore associato del Dipartimento di ingegneria meccanica e biomedica presso la City University di Hong Kong, e numerosi altri ricercatori.
