Integrine e gel per riparare i danni dell’ictus

In uno studio recente, ingegneri e medici biomolecolari riferiscono di un materiale terapeutico che potrebbe un giorno promuovere una migliore rigenerazione dei tessuti dopo una ferita o un ictus.

Durante il processo di guarigione tipico del corpo, quando i tessuti come la pelle sono danneggiati, il corpo aumenta le cellule di ricambio. Le integrine sono una classe di proteine ​​importanti nei processi cellulari critici per la creazione di nuovi tessuti. Uno dei processi è l’adesione cellulare, quando nuove cellule “attaccano” i materiali tra le cellule, chiamati la matrice extracellulare. Un altro è la migrazione delle cellule, dove sulla superficie della cellula, le integrine aiutano “a tirare” la cellula lungo la matrice extracellulare per spostare le cellule in posizione. Tuttavia, questi processi non si verificano nei tessuti cerebrali danneggiati durante un ictus. Gli scienziati stanno cercando di sviluppare allora materiali terapeutici che potrebbero promuovere questa forma di guarigione. Il materiale iniettabile gelato, chiamato idrogel, sviluppato dai ricercatori UCLA ,aiuta questo processo di riparazione, formando un impalcatura all’interno della ferita che agisce come una matrice extracellulare artificiale e il nuovo tessuto cresce attorno a questo. L’uso di un gel iniettabile non è nuovo, ma i precedenti gel hanno provocato la formazione di vasi sanguigni deboli nel tessuto appena costituito. I nuovi risultati, mostrano che quando l’impalcatura contiene una molecola specifica di binding di integrine, i nuovi vasi sanguigni che si formano sono più forti. “L’impalcatura iniettabile del gel è una specie di traliccio da giardino che le piante usano per crescere, – ha detto Tatiana Segura, professore d’ingegneria chimica e biomolecolare, bioingegneria e dermatologia, che ha condotto la ricerca. Da solo è buono per il nuovo tessuto in entrata che ha qualcosa per sostenere la sua crescita. Il nuovo materiale è simile a un traliccio con fertilizzanti molto specifici per aiutare la pianta a crescere sana e forte “.Anche combinando gel con una proteina che promuove la formazione di vasi sanguigni, come il fattore di crescita endoteliale vascolare, conosciuto come VEGF, i vasi sanguigni nel nuovo tessuto all’interno dello “scaffale ricostruttivo” tendono a perdere di consistenza e anche ad accumularsi troppo vicini. Per questo, i ricercatori hanno esaminato più in profondità le modalità di interazione con le molecole di integrine-binding e il modo in cui queste molecole influenzano la crescita dei vasi sanguigni. Hanno provato due tipi di ponteggi con differenti molecole di binding delle integrine. Entrambi i ponteggi contenevano anche la proteina VEGF. Hanno trovato che uno degli scaffali ricostruttivi – legati con l’integrina conosciuta come “α3 / α5β1” – ha funzionato veramente bene. Ha diretto una qualità superiore di riparazione e di rigenerazione dei vasi sanguigni. Inoltre, si è scoperto che gli scaffali ricostruttivi di legame α3 / α5β1 hanno anche guidato la forma del vaso sanguigno, cioè un processo chiamato morfogenico di segnalazione. L’altra impalcatura vincolante di integrine testata ha avuto ancora problemi con i vasi sanguigni che accusavano evidenti perdite e schiumosi. “Oltre al sostegno strutturale per nuovi tessuti e vasi sanguigni, l’aggiunta di specifiche molecole di binding e di integrine per α3 / α5β1, sollecita il tessuto circostante a sviluppare vasi sanguigni forti e ben definiti rispetto a quelli che abbiamo testato e, dove il nuovo sangue , -ha detto Segura-, mentre nei nuovi vasi sanguigni in precedenza questi ultimi erano inclini a perdite e si agitavano troppo vicini “.L’autore principale della ricerca Shuoran Li, dottorando UCLA del 2017, consigliato da Segura e collaborato da Thomas Carmichael, neurologo e neuroscienziato (Scuola di Medicina di David Geffen ad UCLA) e Thomas Barker, professore di ingegneria biomedica (Università della Virginia).In questo lavoro, è stato dimostrato che il legame di integrine può dettare la struttura dei vasi sanguigni in vitro con il controllo di legame α3 / α5β1, con conseguente reti estese che si collegano con i rami dei vasi sanguigni esistenti. Quindi i ricercatori utilizzando gli stessi scaffali ricostruttivi α3 / α5β1– nei topi hanno visto che i vasi sanguigni formati accusavano perdite in quantità minore a seguito di ictus. Il prossimo passo, prevederebbe l’utilizzo di molecole di integrine vincolanti con altre tecnologie idrogel , in quanto queste ultime hanno dimostrato di possedere buone promesse per il recupero funzionale a lungo termine dopo l’ictus, ma nei quali i vasi sanguigni appena cresciuti non erano robusti. “Attualmente non esiste alcuna terapia, -ha dichiarato Carmichael– per promuovere la riparazione e il recupero del cervello dopo l’ictus” . ” Tutte le terapie nel tratto si concentrano a parare gli effetti sul blocco iniziale nei vasi sanguigni del cervello che portano ad ictus. L’ictus è la causa più comune di disabilità adulta. La ricerca è emozionante perché dimostra un modo vitale per trasformare tessuti morti e degenerati a seguito dell’ictus che possono consentire la crescita di nuovi e ben formati vasi sanguigni nell’area interessata all’ictus “.

Hanno collaborato inoltre Lina Nih, studioso post-dottorato UCLA e membro del laboratorio di Segura, senza trascurare l’inclusione di ricercatori UCLA dai dipartimenti di chimica e biochimica, ingegneria meccanica e aerospaziale e ingegneria elettrica, della Georgia Tech, dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong, Cina e, NovuMind Inc. Santa Clara, California. Segura e collaboratori hanno lavorato su biomateriali per la riparazione del tessuto, incluso un gel iniettabile (distinto perciò da questa attuale ricerca) e, più recentemente, le prove hanno mostrato che il gel potrebbe ridurre l’infiammazione e promuovere la migrazione delle cellule progenitrici neurali, al sito dell’ictus.

 

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