L’ingegneria tissutale della pelle ha fatto molta strada negli ultimi anni, ma progredire dalla crescita di semplici fogli di cellule di tessuto 2D alla rigenerazione di un organo 3D funzionante e complesso, completo di follicoli piliferi, ghiandole e connessioni con altri sistemi di organi, rimane una sfida.
Recentemente, un nuovo studio condotto da ricercatori in Giappone, pubblicato su una rivista scientifica di prestigio, ha segnato un significativo passo avanti nella bioingegneria della pelle e nella medicina rigenerativa.
La pelle è un organo complesso, essenziale per numerose funzioni vitali. Essa agisce come barriera impermeabile, fornisce ammortizzazione, protegge i tessuti più profondi, elimina gli sprechi e regola la temperatura corporea. Per il suo corretto funzionamento, diversi sistemi devono interagire all’interno di un’architettura tissutale tridimensionale altamente complessa.
Il dott. Takashi Tsuji, leader dello studio e direttore di un laboratorio di rigenerazione degli organi presso il RIKEN Center for Developmental Biology (CDB) di Kobe, afferma: «Fino ad ora, lo sviluppo della pelle artificiale è stato ostacolato dall’assenza di organi fondamentali, come follicoli piliferi e ghiandole esocrine, che sono cruciali per le funzioni regolatorie della pelle».
Nel loro lavoro, i ricercatori descrivono il processo attraverso il quale hanno fabbricato cellule staminali da cellule di gomma del topo, utilizzandole per far crescere un tessuto cutaneo complesso in laboratorio, completo di follicoli piliferi e ghiandole sebacee.
Le ghiandole sebacee secernono sostanze oleose che contribuiscono a mantenere la pelle morbida, liscia e impermeabile. Insieme ai follicoli piliferi, formano una parte cruciale del «sistema di organi tegumentario», lo strato di tessuto che separa la pelle esterna da quella interna.
Nella pelle completamente funzionante, il sistema tegumentario si connette con altri sistemi di organi, come i nervi e le fibre muscolari, creando un’interazione complessa e vitale.
I ricercatori hanno impiantato i loro tessuti cutanei generati da cellule staminali 3D in topi viventi, dimostrando così di aver stabilito queste connessioni essenziali.
Essi ritengono che questa ricerca rappresenti un passo significativo verso la creazione di trapianti funzionali di pelle per le vittime di ustioni e per altri pazienti che necessitano di rigenerazione cutanea.
Gli impianti si sono sviluppati come una normale pelle
Per condurre lo studio, il team ha utilizzato particolari prodotti chimici per riportare le cellule gengivali del topo a uno stato simile a quello delle cellule staminali. Queste cellule, note come cellule staminali pluripotenti indotte (iPS), possiedono il potenziale di differenziarsi in quasi ogni tipo di cellula presente nel corpo.
Coltivando le cellule in laboratorio, i ricercatori hanno scoperto che le cellule iPS si sviluppano correttamente in quello che viene definito corpo embryoid (EB), un gruppo di cellule 3D che presenta analogie con un embrione in via di sviluppo.
Gli EB sono stati impiantati in topi con sistemi immunitari deliberatamente compromessi. Col tempo, gli EB si sono differenziati in tessuti cutanei complessi, in modo molto simile al processo che avviene in un embrione in fase di sviluppo.
Una volta che i tessuti si sono differenziati, sono stati prelevati dal primo gruppo di topi e trapiantati nel tessuto cutaneo di un altro gruppo, dove si sono sviluppati normalmente come tessuto tegumentario.
I ricercatori hanno anche osservato che, mentre il tessuto impiantato cresceva, stabiliva normali connessioni con i nervi circostanti e i tessuti muscolari, consentendo un funzionamento armonioso e naturale.
Una caratteristica chiave del loro successo è stata l’implementazione della segnalazione Wnt10b. Questo percorso è ben noto per il suo ruolo nel controllo dello sviluppo delle cellule staminali in tessuto adiposo, osseo, cutaneo e in altri organi. I ricercatori hanno notato che la segnalazione di Wnt10b ha portato a una maggiore formazione di follicoli piliferi, rendendo il tessuto ingegnerizzato più simile alla pelle normale.
Il Dr. Tsuji conclude: «Ci stiamo avvicinando sempre di più al sogno di poter ricreare organi reali in laboratorio per il trapianto. Crediamo anche che il tessuto cresciuto attraverso questo metodo possa rappresentare un’alternativa valida alla sperimentazione animale per testare sostanze chimiche».
Nel frattempo, è emersa un’altra significativa innovazione nella medicina rigenerativa, proveniente da un processo cinese in cui i bambini sono stati in grado di rigenerare nuove lenti oculari dopo un intervento di cataratta che rimuoveva le lenti malate, preservando però le capsule dell’obiettivo e le cellule staminali.
Prospettive Future nella Rigenerazione Cutanea
Le scoperte recenti non si limitano a un solo studio, ma si inseriscono in un contesto più ampio di innovazioni nella medicina rigenerativa. Nuove tecniche di ingegneria tissutale stanno emergendo, con l’obiettivo di produrre tessuti bioingegnerizzati sempre più complessi e funzionali. Ricercatori in tutto il mondo stanno esplorando l’uso di biomateriali avanzati e tecniche di stampa 3D per migliorare la qualità e l’efficacia dei trapianti cutanei.
Inoltre, il miglioramento della comprensione delle interazioni cellulari e dei segnali molecolari potrebbe portare a trattamenti più mirati e personalizzati, riducendo il rischio di rigetti e migliorando i risultati clinici per i pazienti. Questo campo in rapida evoluzione potrebbe, nei prossimi anni, rivoluzionare non solo la chirurgia plastica e ricostruttiva, ma anche il trattamento di malattie della pelle e condizioni croniche, offrendo nuove speranze a milioni di persone in tutto il mondo.
