Nuove speranze per i traumi spinali

Il trauma spinale è causato da un danno al midollo spinale che si traduce in un ematoma o contusione, una lesione parziale o una lesione completa. Poiché, com'è noto, attraverso il midollo spinale confluiscono i segnali nervosi di tutto il corpo, questi danni possono avere gravi conseguenze. Le cause primarie di lesioni del midollo spinale sono incidenti stradali (44% dei casi), la violenza (24%), le cadute (22%), e lo sport (8%). Per patologie non acute il rimedio convenzionale primario è quello di ridurre l'infiammazione con i farmaci. Negli altri casi ci sono state in passato strategie di medicina rigenerativa, quali l'iniezione di cellule con fattori di crescita nel midollo, nella speranza di stimolare un nuovo sviluppo, ma fino a ieri non esistevano riparazioni praticabili né deviazioni che possano ripristinare il flusso del segnale tra encefalo ed arti. Oggi sembra esserci qualche speranza al riguardo.

Al New Jersey Institute of Technology (NJIT), precisamente nel Laboratorio di ingegneria tessutale e applicativa di biomateriali, l'equipe del dott. Arinzeh, sta sperimentando una soluzione: una sorta di "impalcatura", costituita da un polimero conduttore, che dovrebbe aiutare le cellule nervose ad estendere i loro assoni sopra la sezione danneggiata della colonna vertebrale. La strategia di riparazione combina tale impalcatura piezoelettrica con delle cellule neurali per rigenerare il tessuto nervoso del midollo spinale. Il materiale piezoelettrico, che produce una carica elettrica in risposta a una sollecitazione meccanica, è una "vecchia conoscenza" della tecnologia, e per noi ante-millenials l'esempio più banale è quello della puntina del giradischi: sollecitata dal variare del profilo dei microsolchi, presenti sul vinile, genera un segnale trasformato in musica da amplificatore e casse. Il vantaggio di questo materiale è che si auto-carica non richiedendo una sorgente di alimentazione esterna.

Gli assoni, le fibre cellulari che trasmettono i segnali, possono potenzialmente percorrere lunghe distanze se hanno i giusti stimoli per ricrescere. “Sapevamo che una carica elettrica poteva condurre questa crescita", ha detto il dottor Arinzeh, continuando: "Alcuni tessuti del corpo sono naturalmente piezoelettrici, quindi abbiamo dovuto creare un materiale fibroso simile, ma con una carica maggiore per stimolare la crescita". Questa probabile soluzione ha immediatamente interessato il Dipartimento della Difesa statunitense, che cerca rimedi per ferite traumatiche da battaglia, in particolare per quei soldati che rimangono completamente paralizzati per il resto della vita. Un tale interesse ha portato subito i finanziamenti occorrenti affinché la tecnologia del NJIT venisse messa alla prova in studi preclinici al Miami Project to Cure Paralysis, un centro di eccellenza presso la scuola di medicina dell'Università di Miami.

Nel lontano 1839, il biologo tedesco Teodor Schwann diede alla luce la principale teoria cellulare su cui si basano ancora oggi questi studi. In particolare furono battezzate cellule di Schwann quelle che rivestono gli assoni dei neuroni con uno strato di mielina, la quale isola elettricamente gli assoni stessi, permettendo una migliore conducibilità dei segnali all'interno.  La sperimentazione condotta dal team di Arinzeh usa proprio le cellule di Schwann, in combinazione con la speciale struttura piezoelettrica ideata, per tentare di riparare il midollo spinale. Il compito di queste cellule è quello di ripristinare le esistenti stimolandole ad estendere i loro assoni. Attualmente si sta facendo già sperimentazione clinica con esseri umani: i primi risultati promettono bene, dato che vi è una "ricrescita" di qualche millimetro (fino a 5) all'interno del midollo spinale. Un buon risultato, a detta degli scienziati statunitensi.

Nel campo dell'ingegneria biomedica è stata già usata in passato una tipologia di elettrostimolazione per favorire la crescita delle cellule, ma nelle ossa e nei tessuti cartilaginei. Qui vi è una novità importante: provare con un sistema simile, combinato con il polimero avente proprietà piezoelettriche, a determinare la rinascita delle cellule nervose. A questi livelli parlare di ingegneria non è affatto sbagliato: sono state proprio tecniche di questa natura a fornire lo spunto per la creazione dello speciale polimero. Non solo. Le fibre che compongono la nuova struttura sono formate tramite elettrofilatura, una tecnica presa in prestito dall'industria tessile. Solo una sinergia tra diversi settori dello scibile scientifico e tecnologico potrebbe portare risultati così strabilianti. è quello che ci auguriamo.

(fonte https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-11/njio-rsc111617.php; si ringrazia il sito http://www.brainandspinalcord.org per la gentile concessione dell'immagine)

PS Forse ho usato qualche termine o concetto non facilissimo, se volete saperne di più basta digitare le parole desiderate su Google - so che è semplicistico come consiglio, ma non volevo confondervi troppo. Ad esempio, troverete facilmente notizie su assone, Theodor Schwann, mielina, piezoelettrico o elettrofilatura. Buon approfondimento :-)