Utilizzare la luce per favorire la formazione di nuovi vasi sanguigni è il risultato ottenuto dai ricercatori dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia a Milano, guidati da Maria Rosa Antognazza, responsabile dell’OptoCell Lab di IIT, in collaborazione con l’Università di Pavia e il Policlinico San Matteo.
L’esito dello studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale “Science Advances” (https://advances.sciencemag.org/content/5/9/eaav4620/). Per la prima volta, il gruppo di ricerca ha dimostrato che utilizzando la luce visibile, opportunamente accoppiata a materiali fotosensibili e biocompatibili, è possibile dirigere in modo specifico il destino delle cellule di un tessuto, aprendo così prospettive nuove per la medicina rigenerativa.
La medicina rigenerativa, infatti, ha l’obiettivo di riparare, rigenerare, sostituire cellule, tessuti e perfino organi, danneggiati da difetti congeniti, malattie, traumi o invecchiamento, per ristabilire le funzioni fisiologiche. Fino ad oggi la comunità scientifica ha utilizzato terapie geniche, tecniche di ingegneria biomedica, scienze dei materiali e nanotecnologie, concentrandosi sull’uso di biomateriali, stimoli fisici e chimici, come i farmaci. Grazie al nuovo studio, la medicina rigenerativa può contare su una nuova tecnica, l’optoceutica.
“Si tratta di una tecnica completamente nuova, che potrebbe portare a sviluppi importanti nel campo dell’ingegneria tissutale. L’uso della luce come mezzo di stimolazione è molto più flessibile e meno invasivo rispetto all’uso di elettrodi, e può essere direzionato in modo molto specifico su distinte popolazioni di cellule oggetto del trattamento. Lo scopo è quello di creare una nuova area di indagine, l’optoceutica, che si affianchi alla farmaceutica e all’elettroceutica, con un campo di applicazione potenzialmente vastissimo.” commenta Maria Rosa Antognazza, ricercatrice dell’IIT a Milano.
In questo quadro, insieme a Francesco Lodola, fisiologo cardiovascolare e primo autore dello studio (già dottorando presso l’Università di Pavia), il team di ricerca ha dimostrato che è possibile rigenerare i tessuti dei vasi sanguigni, applicando il nuovo metodo a cellule progenitrici del tessuto endoteliale in vitro. Usando come substrati cellulari dei nanomateriali fotoattivi e stimolandoli con brevi impulsi di luce visibile, i ricercatori sono riusciti a stimolare efficacemente il processo di angiogenesi in vitro, con implicazioni interessanti, in questo caso, per la cura delle malattie cardiovascolari.
Il prossimo passo sarà di ampliare le potenzialità della tecnica dimostrata utilizzando altri modelli cellulari utili alla rigenerazione tissutale. La possibilità di modulare il destino cellulare con stimoli ottici garantisce massima precisione e minima invasività, e si presta quindi a molteplici applicazioni in ambito terapeutico.
Il lavoro è stato realizzato nell’ambito di due ambiziosi progetti finanziati dall’Unione Europea: LINCE e LION-HEARTED. Il primo, iniziato lo scorso marzo, è un finanziamento dell’European Research Council (ERC) con l’obiettivo di creare dei dispositivi, capaci di controllare il metabolismo cellulare sfruttando la luce e le nanotecnologie. LION-HEARTED invece è un progetto FET-OPEN che rientra nell’ambito di Horizon 2020 focalizzato a mettere la nuova tecnologia optoceutica al servizio della medicina rigenerativa del sistema cardiovascolare, per il trattamento specifico di pazienti post-ischemici.
