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Le 10 parti del corpo bioingegnerizzate che cambieranno la medicina.

Cuore, reni e fegato. Ma anche pelle e vasi sanguigni: ecco cosa succede quando ingegneri e medici lavorano insieme.

17/09/2013
“ Cuori e reni sono soltanto dei giocattoli!”, esclamava qualcuno. Ma i bioingegneri, le figure ibride che cercano di applicare i principi dell' ingegneria ai sistemi biologici, sono di un altro avviso. Anche perché i giocattoli che creano in laboratorio – non solo cuori e reni, ma anche cute, cornee e tanti altri tessuti – permettono di salvare molte vite umane, specie quando le liste di attesa per i trapianti sono troppo lunghe. Vi proponiamo quindi – avvalendoci della preziosa consulenza di Mashable – i dieci migliori successi della bioingegneria. Pelle Gli scienziati sono in grado già da parecchio tempo di produrre piccole quantità di pelle artificiale da innestare sui pazienti. Le cellule, in genere, sono coltivate in laboratorio e poi inserite in un'impalcatura di collagene. Nel 2011 il Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology (Fiieb) ha sviluppato un sistema che consente di produrre rapidamente un modello a due strati di cute artificiale. Attualmente sono in grado di sfornare fino a 5mila fogli di pelle al mese. Orecchio È uno degli organi più difficili da riprodurre in laboratorio. Un'équipe della Princeton University, coordinata da Michael McAlpine, professore associato di meccanica e ingegneria aerospaziale, ha usato la stampa 3D per costruire un orecchio a partire da cellule di vitello e materiali elettronici. L'organo, presentato a maggio 2013, è sensibile anche a frequenze che il nostro non riesce a udire. Vescica Antony Atala, chirurgo allo Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, è riuscito a bioingegnerizzare con successo una vescica umana. L'ha costruita usando cellule fatte crescere per due mesi in coltura biodegradabile, e successivamente l'ha impiantata su diversi pazienti. Ad alcuni anni di distanza, i risultati sono molto positivi: “Sembra che la vescica che abbiamo costruito funziona bene anche quando i pazienti invecchiano”, ha commentato Atala. Vasi sanguigni Vasi sanguigni bioingegnerizzati sarebbero molto utili per trattare i disturbi cardiovascolari, le malattie renali e il diabete. Ci sta lavorando la Cytograft Tissue Engineering, che nel 2011 ha trattato tre pazienti con patologie renali in fase avanzata. A distanza di anni, gli innesti continuano a funzionare bene. Più recentemente, un'équipe del Massachusetts General Hospital (Msh) ha scoperto un modo per far ringiovanire le cellule vascolari, riportandole a uno stadio più giovane, simile a quello di una staminale. I ricercatori hanno innestato con successo i vasi sanguigni modificati su topi vivi. Cuore Eccolo, uno dei giocattoli. I cuori artificiali vengono impiantati chirurgicamente a partire dagli anni ottanta, ma nessun dispositivo è stato finora in grado di essere un sostituto efficace di un cuore biologico sano. Un'altra équipe del Msh, guidata dal chirurgo Harald C. Ott, sta lavorando attualmente a un' impalcatura cardiaca bioartificiale, mentre i ricercatori dell'azienda francese Carmat stanno testando un dispositivo con componenti artificiali e tessuto cardiaco di mucca. Fegato Anche quella del fegato è una bella sfida. Perché si tratta di uno degli organi più difficili da ricreare in laboratorio. Nel 2010, i bioingegneri del Baptist Medical Center alla Wake Forest University hanno fatto crescere fegati in miniatura usando cellule umane. E più di recente un'équipe della Yokohama City University Graduate School of Medicine ha pubblicato i risultati di uno studio in cui sono state riprogrammate delle cellule umane adulte perché diventassero un piccolo fegato. Trachea Lo scorso aprile, dopo una serie di interventi che si era prolungata per nove mesi, un'équipe internazionale di chirughi del Children's Hospital of Illinois ha impiantato sulla piccola Hannah Warren, di 32 mesi, una trachea bioingegnerizzata. La bimba è diventata la paziente più giovane ad aver ricevuto un organo di questo tipo, creato a partire dalle cellule del suo midollo osseo. Purtroppo Hannah è morta qualche mese dopo a causa di complicanze non legate all'intervento. Dischi intervertebrali Quando un disco intervertebrale danneggiato causa mal di schiena o dolore cronico non ci sono molte possibilità terapeutiche. Nel peggiore dei casi, i pazienti si devono sottoporre a un intervento chirurgico che salda due vertebre, perdendo in flessibilità. Un'alternativa potrebbe essere l' impasto gel fabbricato dai bioingegneri della Duke University, che potrebbe aiutare la rigenerazione del tessuto se iniettato nello spazio tra un disco e l'altro. Intestino Nel 2011, John March, professore di ingegneria biologica e ambientale alla Cornell University, ha iniziato una collaborazione con David Hackam, un chirurgo pediatrico di Pittsburgh, per lavorare a un modello di intestino artificiale creato usando collagene e cellule staminali. L'anno successivo, Martin Gijs, dell' École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Epfl), ha creato una parete intestinale in miniatura usando cellule epiteliali e il Nutrichip, un componente elettronico in grado di identificare il cibo che causa le infiammazioni. Rene Solo una piccola parte delle persone affette da insufficienza renale cronica riesce a ottenere il trapianto. Gli altri sono costretti a sottoporsi a continue dialisi. Le speranze sono riposte in un organo artificiale che riesca a sopperire alle funzionalità dei reni malati. Gli scienziati della University of California, San Francisco stanno mettendo a punto un rene artificiale costituito da cellule umane e nanofiltri in silicio e alimentato dalla pressione del sangue. I primi test del dispositivo dovrebbero iniziare nel 2017. (Sandro Iannaccone, Wired)
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