L’ingegneria tissutale della pelle ha fatto molta strada negli ultimi anni, ma è difficile 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.
Ora, un nuovo studio – condotto da ricercatori in Giappone e pubblicato sulla rivista – sembra aver fatto un significativo passo avanti nella bioingegneria della pelle e nella medicina rigenerativa.
La pelle è un organo complesso che svolge una serie di funzioni. È impermeabile, fornisce ammortizzazione, protegge i tessuti più profondi, elimina gli sprechi e regola il calore. Affinché questo accada, un certo numero di sistemi deve operare insieme all’interno di una complessa architettura del tessuto 3D.
Il leader dello studio, il dott. Takashi Tsuji, che dirige un laboratorio per la 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 dal fatto che alla pelle mancavano gli organi importanti, come i follicoli piliferi e le ghiandole esocrine, che permettono alla pelle di svolgere il suo ruolo importante nella regolazione”.
Nel loro articolo, i ricercatori descrivono come hanno fabbricato le cellule staminali da cellule di gomma del topo e le hanno utilizzate per far crescere il tessuto cutaneo complesso – completo di follicoli piliferi e ghiandole sebacee – in laboratorio.
Le ghiandole sebacee secernono sostanze oleose che aiutano a mantenere la pelle morbida, liscia e impermeabile. Insieme ai follicoli piliferi formano una parte importante del “sistema di organi tegumentario” – lo strato di tessuto complesso tra la pelle esterna e quella interna.
Nella pelle completamente funzionante, il sistema tegumentario si connette con altri sistemi di organi, come i nervi e le fibre muscolari.
I ricercatori hanno impiantato i loro tessuti cutanei generati dalle cellule staminali 3D in topi viventi e hanno dimostrato di aver formato queste connessioni.
Ritengono che il loro studio sia un passo significativo verso la creazione di trapianti funzionali di pelle per le vittime di ustioni e altri pazienti che richiedono una nuova pelle.
Gli impianti si sono sviluppati come una normale pelle
Per lo studio, il team ha utilizzato prodotti chimici per far regredire le cellule gengivali del mouse in uno stato simile a una cellula staminale. Come le cellule staminali embrionali, queste cosiddette cellule staminali pluripotenti indotte (iPS) hanno il potenziale per differenziarsi in quasi ogni altro tipo di cellula nel corpo.
Quando li hanno coltivati in coltura, i ricercatori hanno scoperto che le cellule iPS si sono sviluppate correttamente in quello che è noto come corpo embryoid (EB) – un gruppo di cellule 3D che presenta alcune somiglianze con un embrione in via di sviluppo.
I ricercatori hanno impiantato gli EB in topi con sistemi immunitari deliberatamente indeboliti. Gli EBs si sono gradualmente differenziati in tessuti cutanei complessi, più o meno nello stesso modo in cui si trovano in un embrione in via di sviluppo.
Una volta che i tessuti si sono differenziati, la squadra li ha poi tolti dal primo gruppo di topi e li ha trapiantati nel tessuto cutaneo di un altro gruppo di topi. Questi impianti si sono sviluppati normalmente come tessuto tegumentario.
I ricercatori hanno anche scoperto che mentre il tessuto impiantato cresceva nel tessuto tegumentario, rendeva normali connessioni con i nervi circostanti e i tessuti muscolari, permettendogli di funzionare normalmente.
Gli autori sottolineano che una caratteristica chiave del loro successo era l’uso della segnalazione Wnt10b. Questo percorso è ben noto per essere coinvolto nel controllo delle cellule staminali che si sviluppano in tessuto grasso, ossa, pelle e altri organi. Osservano come la segnalazione di Wnt10b abbia portato a un maggior numero 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 gli organi effettivi in laboratorio per il trapianto, e crediamo anche che il tessuto cresciuto attraverso questo metodo potrebbe essere utilizzato come alternativa alla sperimentazione animale di sostanze chimiche”.
Nel frattempo, di recente ha appreso di un altro significativo passo avanti per la medicina rigenerativa sotto forma di un processo cinese in cui i bambini rigeneravano nuove lenti dopo la chirurgia della cataratta che rimuoveva le lenti malate ma lasciava intatte le capsule dell’obiettivo e le cellule staminali.
