L'ingegneria dei tessuti è una disciplina ( una scienza, che dir si voglia), nata verso la fine dell'ultimo secolo con l'obbiettivo di unire le conoscenze di ingegneria e biologia (nella definizione scolastica "scienze della vita") al fine di sviluppare, sostituire o addirittura migliorare i tessuti biologici.
(ho cercato ogni termine possibile su pixabay e il meglio che ho trovato è sta schifezza. vi chiedo scusa)
Come è facile intuire tale disciplina viene attualmente utilizzata per sostituire tessuti danneggiati nel paziente.
Come ben saprete, sono molti i casi in cui possono venire impiantati nel corpo umano tessuti eterologhi (tessuti omologhi ma appartenenti a qualcun'altro) di origine animale o tramite un donatore umano, tra cui ricordiamo i trapianti di graft per la ricostruzione di tendini e legamenti, il trapianto di vasi sanguigni come bypass fino alla sostituzione di veri e propri organi.
Tra le varie problematiche che incorrono in questi processi, vi è ovviamente quella del rigetto.
Il sistema immunitario è biologicamente programmato per attaccare e distruggere ogni cellula estranea, così come ogni materiale inorganico con cui entra a contatto (seguirà un piccolo approfondimento a a parte in merito, magari).
Di conseguenza viene reso necessario un processo di decellularizzazione del tessuto prima dell'impianto, vale a dire la rimozione enzimatica ( o meccanica, alle volte) di tutta la componente cellulare del tessuto, che ha come diretta conseguenza un parziale danneggiamento di quest'ultimo.
Una delle soluzioni proposte dall'ingegneria dei tessuti è appunto quella di utilizzare le cellule del paziente stesso per ricostruire i tessuti danneggiati.
I tessuti biologici autologhi ottenuti risolvono infatti i problemi legati sia ai sostituti sintetici (risposta al corpo estraneo, per esempio) sia ai sostituti biologici omologhi(necessità di immunosoppressione e difficoltà di reperimento di organi)
Tra le tecniche principali applicate ad oggi vi si sono:
1)La terapia cellulare: consiste nel trapianto in vivo di cellule sane, col fine di farle duplicare e così ricostruire il tessuto danneggiato.
Problema: non essendo vincolate ad un substrato specifico tendono a disperdersi o a migrare in altri tessuti, vanificando così il processo.
2)Incapsulazione: ovvero la pratica di racchiudere le cellule in microsfere polimeriche in grado di contenere la cellula e proteggerla da eventuali reazioni immunitarie nell'ospite, e nel contempo garantire una porosità tale da permettere il passaggio di nutrienti e la secrezione dei prodotti di scarto.
3)Seminare le cellule su un substrato tridimensionale, vale a dire uno scaffold, una struttura di supporto che ha la funzione di guidare la crescita cellulare verso la ricostruzione di un tessuto quanto più simile, in composizione e proprietà chimiche e meccaniche, a quello danneggiato.
Cronologicamente quello che avviene dovrebbe avvenire nel caso della creazione di un tessuto da impianto può può essere riassunto in modo molto superficiale nei seguenti punti:
1) Progettazione e fabbricazione di uno scaffold paziente (e soprattutto tessuto) specifico.
2)Rimozione dal paziente di cellule sane appartenenti allo stesso fenotipo del tessuto danneggiato (biopsia).
3) proliferazione in vitro delle cellule prelevate.
4)Inseminazione di queste ultime nello scaffold precedentemente realizzato
5) Inserimento in un bioreattore, vale a dire un macchinario che simula l'ambiente biologico, realizzato col fine di avere una crescita coerente e controllabile del tessuto neoformato nello scaffold.
6) trapianto chirurgico nel paziente.
Per oggi è tutto con questa piccola e molto generica introduzione, grazie per aver letto, nella prossima parte parlerò nello specifico degli scaffold. Quelli che se li cerco su pixabay vengono fuori solo immagini delle impalcature da muratori.
Fonti:
Appunti di lezione e materiali forniti dal docente.
Libro di testo:M.C. Tanzi: Introduzione alla Bioingegneria Chimica