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“Nano-fabbriche” di cellule staminali: la nuova frontiera della medicina rigenerativa

“Nano-fabbriche” di cellule staminali: la nuova frontiera della medicina rigenerativa

Manuela Teresa Raimondi è professore ordinario di Bioingegneria presso il Dipartimento di Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano ed stata la prima donna a vincere un finanziamento dell’European Research Council presso l’Istituto milanese. Attualmente è coordinatrice dei due progetti di ricerca NICHOID e NICHOIDS finanziati dall’ERC, orientati alla “nano-fabbricazione” di cellule staminali per scopi terpeutici, che ci illustra in questo editoriale.

Il Politecnico di Milano ha recentemente intensificato le attività di ricerca di frontiera in ambito Life Science. Ad esempio, grazie a finanziamenti europei dell’ERC, vinti su questo tema negli ultimi due anni da ricercatori del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria chimica “Giulio Natta” dell’Ateneo, sono stati attivati due nuovi laboratori di ricerca biologica: il Mechanobiology lab e il Technobiology lab, che presto convergeranno in un unico grande Biology lab di 200 metri quadri situato nel cuore del campus di Piazza Leonardo da Vinci a Milano.

Il mio lavoro all’interno di questi laboratori del Politecnico - insieme ad ingegneri, fisici e biologi - consiste nello svolgere ricerche di frontiera in ambito di nano-fabbricazione per la biologia con il progetto di cinque anni, NICHOID, grazie a un ERC Consolidar Grant del Programma Horizon 2020 del valore di 2 milioni di euro.

L’obiettivo del progetto, iniziato da due anni, è riuscire a controllare le funzionalità delle cellule staminali mesenchimali, cioè le cellule responsabili della rigenerazione continua dei nostri tessuti muscolo-scheletrici, messe in coltura fuori dal corpo umano. In questo modo le stesse cellule, o il loro secreto, si potrebbero utilizzare come farmaci in sostituzione della terapia immuno-soppressiva nei trapiantati di organo, oppure per la cura delle malattie in cui è cruciale ridurre l’infiammazione e stimolare la rigenerazione dei tessuti danneggiati, come negli infarti cardiaci, lesioni del midollo spinale, artrosi, morbo di Crohn e malattie neurodegenerative come il morbo di Parkinson.

Per controllare la funzionalità delle cellule staminali, l’idea è quella di costruire dei contenitori miniaturizzati, detti appunto “nicchioidi”, nei quali coltivare le cellule. I nicchioidi devono riprodurre l'architettura dei contenitori anatomici presenti nel corpo umano detti, appunto, “nicchie”.

Questi nicchioidi vengono fabbricati in collaborazione con i fisici del Politecnico  - Prof. Giulio Cerullo - e del CNR - Prof. Roberto Osellame - facendo solidificare una resina polimerica con un raggio laser pulsato, il che consente di controllarne la forma fino alla scala del nanometro, cioè il miliardesimo di metro. La validazione biologica è condotta in collaborazione con l’IRCCS Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri di Milano, partner ufficiale del progetto NICHOID.

Ad oggi il progetto ha già prodotto dei prototipi di nicchioide, che si sono dimostrati efficaci nel mantenimento della staminalità di vari tipi di cellule staminali, come le mesenchimali umane e le embrionali murine.

Sulla base di questi risultati innovativi, la tecnologia è stata brevettata e mi ha portato a vincere nel 2016 un secondo grant ERC, questa volta un Proof-of-Concept, del valore di 150 mila euro, che finanzierà studi per la velocizzazione della produzione del nicchioide e un’analisi di mercato per la sua industrializzazione. La parte di nanofabbricazione è condotta in collaborazione con l’Istituto di Fotonica e nanotecnologie del CNR di Milano, partner ufficiale del progetto NICHOIDS.

Manuela Teresa Raimondi, professore ordinario di Bioingegneria presso il Dipartimento di Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano.

 

Data pubblicazione 13/06/2018
Tag Salute , Scienze della vita , Scienze fisiche e ingegneria