Abbiamo già letto tempo fa di cervelli di maiale rianimati post mortem e mantenuti in vita per ore. Gli scienziati giapponesi hanno ora fatto notevoli passi avanti prelevando minuscole scaglie di tessuto cerebrale di topo e l’hanno mantenuto attivo per 25 giorni, isolato in una cultura.
L’aumento del tempo in cui il tessuto cerebrale isolato può mantenere le sue funzioni, da giorni a settimane, potrebbe migliorare notevolmente la ricerca sui farmaci terapeutici.
Il successo del team è dovuto a un nuovo metodo per mantenere in vita il tessuto, che prevedeva la combinazione di un tipo speciale di membrana con un dispositivo microfluidico modificato.
I dispositivi microfluidici utilizzano minuscoli canali per fornire fluido ai tessuti e presentano netti vantaggi rispetto ai normali piatti di coltura per esperimenti sui tessuti ex vivo.
Questo nuovo metodo oltre alla precisione dell’erogazione dei fluidi, può imitare determinati comportamenti cellulari e richiede volumi di campione più piccoli, il che semplifica lo studio delle interazioni cellulari. Oltre a questo si possono osservare campioni abbastanza a lungo per osservarne gli effetti a lungo termine.
C’è ancora un problema da superare: i tessuti si asciugano rapidamente, quindi è necessario mantenere il sistema irrigato con umidità e sostanze nutritive con un terreno di coltura adatto; Occorre però trovare il giusto equilibrio perché troppa umidità impedisce alle cellule di scambiare i gas di cui il tessuto ha bisogno per sopravvivere, annegandolo. Per questo il team ha fatto ricorso a un sistema semplice e geniale.
Il nuovo sistema è costituito da un canale microfluidico semipermeabile, circondato da una membrana artificiale permeabile e pareti solide. Queste pareti solide sono realizzate in polidimetilsilossano, un polimero organosiliconico comunemente usato nei dispositivi microfluidici.
Il tessuto non si trova più immerso in un bagno di coltura, il fluido invece circola nel il canale e passava attraverso la membrana permeabile per mantenere umido il tessuto, consentendo lo scambio di gas tra le cellule.
Il sistema è semplice, geniale ma la soluzione adottata a comportato delle difficoltà:
“Il controllo del flusso medio era difficile perché il microcanale che si formava tra le pareti del PDMS e la membrana porosa era insolito“, ha dichiarato il biochimico Nobutoshi Ota del Centro di ricerca sulle dinamiche dei biosistemi RIKEN.
“Tuttavia, abbiamo avuto successo dopo modifiche di prova ed errori alla membrana porosa e regolazioni delle portate di ingresso / uscita“. Il team ha utilizzato un frammento piccolissimo di cervello chiamato nucleo soprachiasmatico (SCN), responsabile nei mammiferi del mantenimento dell’orologio circadiano e dei ritmi biologici. Le cellule neuronali nello SCN si scambiano e sincronizzano le informazioni di fase spostando peptidi e piccole molecole tra le cellule, il che rende SCN ideale per studiare le interazioni cellulari.
I topi da cui hanno raccolto i frammenti di cervello erano stati geneticamente modificati in modo che l’attività del ritmo circadiano nel cervello fosse collegata alla produzione di una proteina fluorescente; quindi quando tutto funziona alla perfezione, il tessuto cerebrale emette una fluorescenza.
Grazie a questo sistema la fluorescenza è durata per 25 giorni e rispetto al controllo dello stesso tessuto posto su un piatto di coltura convenzionale, dopo 10 ore l’attività nel tessuto di controllo era già diminuita del 6 percento.
E l’unica ragione per cui il tessuto nel sistema sperimentale è durato solo 25 giorni è perché quello era il tempo limite per l’esperimento. I ricercatori si aspettavano che potesse durare oltre 100 giorni. Questo è l’obiettivo per il loro prossimo esperimento.
Secondo i ricercatori giapponesi, il sistema potrebbe essere usato per tutti i tessuti degli organi, non solo per i tessuti cerebrali. E c’è anche un buon potenziale per gli organi umani cresciuti in laboratorio.
Fonte: Science Alert
