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Tessuto cardiaco naturale con seta di ragno riprodotto - speranza per i pazienti cardiopatici
La seta di ragno è un materiale naturale estremamente resistente che è adatto per uso medico. Vari campi di applicazione sono già stati studiati qui in passato. In uno studio recente, i ricercatori delle università di Bayreuth e di Erlangen sono giunti alla conclusione che in futuro grazie alla seta di ragno, anche i cuori danneggiati potrebbero essere "riparati" con successo.
Nei loro esperimenti, gli scienziati hanno posto le basi per la produzione artificiale del tessuto cardiaco con l'aiuto di una speciale proteina di seta di ragno e la stampa 3D. Ben presto, i pazienti con infarto cardiaco hanno una reale possibilità di recuperare il loro tessuto cardiaco danneggiato, secondo l'annuncio dell'Università di Bayreuth. I ricercatori hanno pubblicato i risultati del loro studio sulla rivista "Advanced Functional Materials".
Una speciale proteina di seta di ragno dei ricercatori dei ragni da giardino utilizzata per la produzione di tessuto cardiaco artificiale. (Immagine: JuergenL / fotolia.com) Insufficienza cardiaca finora incurabile
Ad esempio, il cuore può essere irreversibilmente compromesso nella sua funzione a seguito di un infarto. Il risultato è un insufficienza cardiaca. Circa 1,8 milioni di persone in Germania soffrono di un cuore così debole (insufficienza cardiaca), che risale ad una perdita irreversibile di muscolo cardiaco di malattie cardiache, i ricercatori relazione, citando dati della Fondazione tedesca Cuore. Finora, non esiste una terapia in grado di invertire tale danno alle cellule.
Le proteine della seta del ragno sono la chiave del successo?
Il gruppo di ricerca guidato dal professor Thomas Scheibel (Biofabrication) dall'università di Bayreuth e professore Felix Engel (Sperimentale renali e vascolari Research) dell'Università di Erlangen-Norimberga ha esaminato nel suo recente studio se seta di ragno per la produzione di tessuto muscolo cardiaco può essere utilizzato. La chiave per la produzione di tessuto cardiaco artificiale si basa su determinate proteine che conferiscono alla seta struttura e forza meccanica, i cosiddetti fibroins, gli esperti riferiscono.
La seta di ragno ben si adatta come materiale di struttura per il tessuto cardiaco
Prof. Dr. Engel aveva già scoperto che la seta della falena indiana della seta è particolarmente adatta come materiale per l'impalcatura per creare il tessuto cardiaco. Ma finora non è stato possibile produrre la proteina in quantità sufficiente e qualità costante, riferisce l'Università di Bayreuth. Prof. Dr. Tuttavia, Thomas Scheibel e colleghi sono riusciti per proprio conto "una proteina della seta ricombinante del giardino ragno per la produzione in grandi quantità e con alta qualità costante." Insieme, i ricercatori di Bayreuth e Erlangen hanno pertanto esaminato più approfonditamente le possibilità di utilizzo delle proteine della seta di ragno croce.
Produzione nel processo di stampa 3D
La seta di ragno è straordinariamente adatta come materiale per la cosiddetta biotina, con la quale possono essere prodotte strutture simili a tessuti nella stampa tridimensionale, riportano i ricercatori. Le cellule viventi di esseri umani o animali utilizzati in questo caso rimarrebbero generalmente funzionali, il che apre possibilità versatili nella produzione di tessuti artificiali. Jana Petzold dalla squadra Erlanger e Tamara Aigner dal gruppo Bayreuth hanno quindi analizzato nel dettaglio come la proteina di seta laboratorio costruita può essere sfruttata eADF4 (κ16) per la produzione di tessuto cardiaco.
Funzione delle cellule del muscolo cardiaco artificiale
Gli scienziati hanno posizionato un film sottile della proteina di seta su un vetrino, al che sono state collocate altre cellule (cellule del tessuto connettivo o cellule dei vasi sanguigni), riporta l'Università di Bayreuth. La funzione delle cellule del muscolo cardiaco era di particolare interesse. Nel corso delle indagini, i ricercatori hanno trovato che i fattori che sono responsabili per l'ipertrofia (ingrossamento delle cellule del muscolo cardiaco, per esempio, negli atleti o donne in stato di gravidanza), portano anche ad una crescita dei volumi nel cuore delle cellule muscolari nel film eADF4 (κ16) coltivate erano. La funzione sembra molto simile qui.
Alla luce degli attuali risultati di ricerca, i ricercatori speravano di essere in grado di aiutare molti pazienti cardiopatici con il metodo basato sulle proteine artificiali della seta e sulla stampa 3D. "Il tessuto cardiaco funzionante può essere fatto artificialmente molto presto. La domanda ora è quando e come succede nella clinica ", conclude il professor Thomas Scheibel. (Fp)