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Bioingegneri e meduse sintetiche

Postato da on lug 27th, 2012 e file sotto Primo Piano. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0. You can leave a response or trackback to this entry

Bioingegneri hanno creato una medusa artificiale usando silicone e cellule muscolari del cuore di un ratto. La creatura soprannominata medusoide, sembra come un fiore a otto petali. Quando si trova all’interno di un campo elettrico pulsa e nuota esattamente come la sua controparte. Morfologicamente gli ingegneri hanno costruito una medusa, funzionalmente anche, ma geneticamente questa cosa è un ratto – ha detto Kit Parker, un biofisico della Harvard University di Cambridge, in Massachussets, che ha condotto i lavori. Il progetto è stato descritto in Nature Biology. I Laboratori di Parker lavorano alla crazione di modelli artificiali dei tessuti del cuore umano, al fine di rigenerare l’organo e testare farmaci; il team ha creato la medusoide al fine di comprendere le leggi fondamentali che regolano le contrazioni muscolari che permettono al cuore di pompare. Questo è un approccio ingegneristico alla scienza di base: dimostrare di aver individuato il giusto principio, costruendo qualcosa che richiede l’utilizzo di questo principio.  Nel 2007 Parker stava già lavorando ai muscoli cardiaci, quando ha visitato il New England Aquarium di Boston in Massachussetts. Ho visto le meduse mostrarsi ai miei occhi e mi hanno colpito come un fulmine – ha detto –  ho pensato che avrei potuto costruirle. Per farlo ha assunto John Dabiri, un bioingegnere che studia le propulsioni biologiche presso il California Institute of Technology a Pasadena. Io l’ho acchiappato e gli ho detto – ha raccontato Parker – John penso di poter costruire una medusa. Lui non sapeva chi fossi e io ero abbastanza elettrizzato da questa idea che agitavo le braccia, e credo che lui si sia talmente spaventato da non poter rifiutare la mia offerta”.  Janna Nawroth, una laureata del California Institute of Technology che ha eseguito la maggioranza degli esperimenti, ha iniziato a mappare ogni cellule del corpo di una specie di medusa che si chiama Aurelia Aurita, per capire come nuotano.  La cupola della medusa consiste di un singolo strato di muscoli, con fibre che sono sottilmente allineate intorno ad un anello centrale e sono disposte lungo otto raggi.  Per far introflettere la cupola, segnali elettrici vengono inviati attraverso i muscoli con onde costanti, come quando si lascia cadere un sassolino nell’acqua. Ha detto Parker. “Ed è esattamente la stessa cosa che si vede nel cuore. La mia scommessa è  riprodurre l’attività elettrica irraggiata  come un’onda,  simulando il pompaggio cardiaco.  Nawroth ha creato una struttura con le stesse proprietà  sviluppando un singolo strato di muscoli cardiaci di ratti, costituito da una sorta di foglio di polidimetilsilossano. Quando il campo elettrico è applicato sulla struttura i muscoli si contraggono rapidamente, comprimendo la medusoide che mima il potente colpo della medusa. L’elasticità del silicone spinge  in seguito il tessuto a ricomporsi nella sua forma orginaria. Oseph Vacanti, un ingegnere del Massachussets General Hospital di Boston ritiene l’esperimento terrificante. Si tratta di una forte dimostrazione nel campo dell’ingegneria che assembla componenti vivi a componenti non vivi – ha dichiarato. Parker sostiene che lui e il suo team abbiano utilizzato la biologia sintetica a un nuovo livello. Di solito si parla di forme sintetiche di vita, prendendo cellule vive e inserendogli nuovi geni. In quel caso si costruisce un animale. Non si tratta solo di geni, ma di morfologia e funzioni – dice Parker. Il team ora sta pianificando di costruire una medusoide utilizzando cellule cardiache umane. I ricercatori hanno ottenuto un brevetto per usare il loro progetto, come una piattaforma per testare farmaci.  In questo modo qualsiasi farmaco potrà essere testato sulla medusa per verificare se fa pompare il cuore.

Fonte: Nature Comunication


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