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Piccole quantità di calore generate da nanoprismi di oro inseriti all’interno di tessuti, promuovono la rigenerazione cellulare, aprendo prospettive innovative nel campo della medicina rigenerativa.
È la scoperta di un gruppo di ricerca del Cnr-Isasi di Pozzuoli, pubblicata su Advanced Functional Materials.
È possibile guarire una ferita con la luce? Alla domanda fornisce una risposta uno studio dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti “Eduardo Caianiello” del Consiglio nazionale delle ricerche di Pozzuoli (Cnr-Isasi). Il gruppo di ricerca Nanobiomolecular group dell’Istituto ha dimostrato la possibilità di promuovere il processo di rigenerazione tissutale in organismi trattati con nanoprismi di oro e illuminati con luce nel vicino infrarosso. Lo studio, pubblicato su Advanced Functional Materials, è stato condotto in collaborazione con l’Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (Saragozza, Spagna). In esso si descrive come piccole quantità di calore generate da nanoparticelle di oro a seguito di illuminazione infrarossa (NIR). Possono favorire il processo di rigenerazione cellulare mediante attivazione delle cellule staminali.
Le parole di Tortiglione
La ricerca apre prospettive nel campo della medicina rigenerativa: “Uno degli obiettivi della medicina rigenerativa è riattivare le cellule staminali nel tessuto lesionato e promuovere i processi che portano alla rigenerazione del tessuto”, spiega Claudia Tortiglione, ricercatrice del Cnr-Isasi che ha coordinato il gruppo italiano, composto anche dai ricercatori Angela Tino e Massimo Rippa del Cnr-Isasi.
“In tutti gli organismi viventi la rigenerazione avviene grazie a fattori genetici e biochimici che agiscono a livello cellulare. L’effetto dell’esposizione alla luce o al calore sono ben noti e applichiamo impacchi caldi o cerotti termici per ridurre l’infiammazione”.
Hydra vulgaris
Il corpo umano rigenera, allo stadio adulto, solo parte di alcuni organi. Invece, nel mondo animale esistono organismi invertebrati in cui la rigenerazione tessutale è al massimo. Ed è su esemplari di Hydra vulgaris che il team ha concentrato i propri studi, dimostrando come il trattamento con nanoheaters aumenti la velocità di rigenerazione della testa, della capacità riproduttiva e del tasso di proliferazione delle cellule staminali dell’animale.
“In animali come l’Hydra vulgaris questa capacità di rigenerare parti amputate è dovuta alla presenza di cellule staminali. Per questo la nostra sfida era orientata a capire come riattivare le cellule staminali nel tessuto umano adulto”, aggiunge la ricercatrice.
“Lo studio delinea i meccanismi molecolari alla base dell‘efficienza di rigenerazione, identificando i geni chiave dello sviluppo e i geni coinvolti nella risposta allo stress termico che vengono riattivati in anticipo rispetto ai tempi normali grazie all’illuminazione dei nanoprismi. Mediante analisi termografica viene stimata la quantità di calore prodotta dai nanoheaters intracellulari”. “Questi risultati, a cavallo tra la nanofotonica e la biologia rigenerativa, fanno luce su una nuova funzione dei nanoheaters nel controllo di meccanismi molecolari alla base della staminalità cellulare, e aprono nuove strategie di medicina rigenerativa che permetteranno di utilizzare la luce per la guarigione delle ferite”, conclude Tortiglione.
