Rivoluzionando la ricerca embrionale: nuove tecniche per studiare le malformazioni del midollo spinale

RomeScienziati dell’ UCL hanno sviluppato sensori per misurare la forza nel cervello e nel midollo spinale degli embrioni di pollo in fase di sviluppo. L'obiettivo è comprendere e prevenire difetti alla nascita come la spina bifida. La ricerca, condotta in collaborazione con l'Università di Padova e l'Istituto Veneto di Medicina Molecolare (VIMM), è stata pubblicata sulla rivista Nature Materials.

Gli scienziati stanno sviluppando nuove biotecnologie per misurare le forze meccaniche utilizzate dagli embrioni durante la crescita. Queste forze sono cruciali per la formazione degli organi e dei sistemi corporei, come il tubo neurale che diventa il sistema nervoso centrale.

Ogni anno, circa un neonato su 2.000 in Europa nasce con difetti nella colonna vertebrale. Gli studi tradizionali sui geni e sulle molecole non sono riusciti a spiegare completamente questi problemi. Ora, gli scienziati stanno esaminando come le forze fisiche nei tessuti influenzano lo sviluppo dell'embrione. Questo è difficile da studiare poiché le colonne vertebrali embrionali sono molto piccole e delicate.

Per affrontare queste sfide, gli scienziati:

• Sensori di forza minuscoli stampati in 3D (circa 0,1 mm di larghezza) inseriti direttamente nel sistema nervoso in sviluppo degli embrioni di pollo.
• Applicato un liquido direttamente agli embrioni, che si trasforma in un solido, simile a una molla, quando esposto a un laser potente.
• Questo solido si attacca al midollo spinale in crescita e si deforma a causa delle forze meccaniche generate dalle cellule dell'embrione.

I sensori hanno misurato forze estremamente piccole, circa un decimo del peso di una ciglia. Per garantire uno sviluppo normale, le forze positive devono essere più forti di quelle negative. I ricercatori analizzano queste forze per trovare farmaci che possano aumentare le forze positive o ridurre quelle negative, contribuendo così a prevenire difetti alla nascita come la spina bifida. Questi farmaci potrebbero anche migliorare gli effetti benefici dell'acido folico durante la gravidanza, già noto per prevenire tali problemi.

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La dott.ssa Eirini Maniou, una borsista postdottorale, ha guidato la ricerca. Ha affermato che l'uso di nuovi materiali e tecniche avanzate di microscopia può rivoluzionare la nostra comprensione dello sviluppo embrionale. Questo studio potrebbe portare a nuovi metodi per prevenire e curare i disturbi del sistema nervoso centrale.

Il team ha scoperto che la loro tecnologia funziona con le cellule staminali umane durante la loro trasformazione in cellule del midollo spinale. In futuro, questo potrebbe permettere agli scienziati di confrontare le cellule staminali di persone sane con quelle di individui affetti da spina bifida, aiutando a comprendere perché alcuni sviluppano questa condizione.

Il Dottor Gabriel Galea dell'Istituto di Salute Infantile del Great Ormond Street presso l'Università College di Londra ha sottolineato che questa tecnologia può essere impiegata in vari modi. Spera che anche altri gruppi di ricerca inizino a utilizzarla.

Il professor Nicola Elvassore dell'Università di Padova e del VIMM, co-autore senior, ha affermato che questa scoperta ci aiuta a comprendere meglio le forze meccaniche nello sviluppo embrionale. Questa conoscenza apre nuove possibilità per prevenire condizioni come la spina bifida. Misurare accuratamente queste forze rappresenta un notevole avanzamento.

Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la ricerca biomedica offrendo nuove modalità per prevenire e curare le malformazioni congenite. I progressi ottenuti in questo studio dimostrano l'efficacia della tecnologia moderna e della collaborazione tra diverse discipline.