Gli scienziati hanno creato un modello con proprietà simili al cervello umano, che potrebbe essere utilizzato per aiutare la scoperta di nuovi farmaci

I recenti progressi nella tecnologia delle stampanti 3D hanno reso il suo utilizzo economico, commercializzabile e diffuso. La comunità scientifica ha sfruttato questa tecnologia per stampare di tutto: vasi sanguigni, valvole cardiache, orecchie e strutture per ricostruire interi organi. Un gruppo di scienziati nordamericani la ha usata per produrre un modello che potrebbe essere di beneficio per le persone con sclerosi multipla (SM). In questo articolo, pubblicato sulla prestigiosa Scientific Reports - rivista del gruppo Nature - gli scienziati descrivono come hanno usato la stampa 3D per produrre assoni umani artificiali per studiare gli effetti di potenziali terapie per la riparazione della mielina.

Nella sclerosi multipla, il sistema immunitario danneggia lo strato di mielina isolante sulle fibre nervose, interrompendo la capacità delle cellule nervose di trasmettere segnali in modo efficiente. C'è un interesse considerevole dei ricercatori per trovare composti che ripristinino la mielina sulle fibre nervose. Tuttavia, un enorme ostacolo in queste ricerche è dovuto al costo e al  tempo necessari per testare l'effetto di numerosi potenziali farmaci sulla riparazione della mielina.

Attualmente negli studi in laboratorio vengono utilizzati vari sistemi per testare gli effetti dei farmaci sulla mielinizzazione. Tuttavia, questi modelli sono limitati; mentre alcuni sono fatti con materiali molto più robusti e più rigidi dei nervi umani, come il vetro, altri usano cellule nervose reali coltivate in un coltura - un metodo poco pratico considerato l'alto numero di trattamenti diversi che devono essere testati.

Gli "assoni" stampati in 3D, tuttavia, hanno proprietà fisiche e meccaniche simili a quelli nel cervello umano. Gli scienziati hanno la capacità di modificare le proprietà degli assoni artificiali al fine di testare e scoprire diversi aspetti della mielinizzazione e imitare sia gli assoni sani che quelli danneggiati. Per dimostrare che gli assoni stampati in 3D sono un buon modello di studio, gli scienziati hanno fatto crescere le cellule che producono mielina (oligodendrociti) in presenza di questi assoni artificiali. Gli oligodendrociti erano in grado di aderire agli assoni stampati e produrre mielina che li avvolgeva, imitando il processo che avviene nel cervello umano. Il team ha anche scoperto che preferenzialmente venivano rivestite con la mielina le fibre più strette e più rigide rispetto alle fibre che erano più larghe ma più flessibili.

Questi assoni stampati in 3D hanno il potenziale non solo di aiutare gli scienziati a fare scoperte fondamentali sul processo di mielinizzazione, ma anche di controllare a basso costo e rapidamente grandi set di potenziali farmaci, prima di passare a studi sull'uomo.

Engineered 3D-printed artificial axons.
Espinosa-Hoyos D, Jagielska AHoman KA, et al. Sci Rep. 2018 Jan 11;8(1):478. doi: 10.1038/s41598-017-18744-6.