Medicina rigenerativa: i robot viventi fatti di cellule umane

Nel campo della medicina rigenerativa, una scoperta sorprendente e rivoluzionaria sta affascinando la comunità scientifica: gli “antrobot“. Si tratta di minuscoli robot, composti da cellule umane, che hanno un potenziale straordinario nel riparare il tessuto neurale danneggiato. Il loro nome, “antrobot” rimanda alle formiche e alla loro minuscola dimensione  – la stessa di questi piccolissimi robot, che generalmente non supera il mezzo millimetro.

Cosa sono gli “antrobot”

Gli antrobot sono il risultato di una ricerca pionieristica nell’ambito dell’ingegneria tissutale. A condurla, il prof. Michael Levin della Tufts University e il suo team.

Composti da poche centinaia di cellule tracheali umane, i “robot formica” rappresentano una svolta epocale nella medicina rigenerativa: nella loro capacità di riparare danni ai tessuti nervosi potrebbe essere infatti la chiave per affrontare una vasta gamma di patologie. Queste minuscole entità sono in grado promuovere la guarigione e aprire nuove prospettive per trattare lesioni e malattie neurologiche.

Può sembrare fantascienza ma lo studio è stato pubblicato recentemente sulla prestigiosa rivista scentifica Advanced Science.

Come funzionano 

Come spiegavamo, queste minuscole entità sono generate partendo da alcune cellule umane, la cui coltura permette poi loro di sviluppare delle ‘ciglia’ direzionali. Queste ciglia, agiscono come dei remi che permettono loro di muoversi in schemi molto diversificati. Durante le simulazioni, alcuni viaggiavano in linea retta, altri in cerchi o archi, mentre altri ancora si muovevano in modo caotico, creando un vero e proprio spettacolo di coordinazione cellulare.

Ora: per arrivare davvero ad un loro impiego efficace, queste ciglia devono battere tutte insieme in modo coordinato ma non solo gli antrobot sanno nuotare, ma sembrano anche avere forme e modalità di comportamento distinte, come ceppi o gruppi all’interno della stessa specie di organismo.

Ma la vera rivoluzione sta nella loro capacità di assemblaggio autonomo. Gli antrobot, infatti, si auto-assemblano in laboratorio. Non servono pinzette o bisturi per dare loro forma. Plasmati insieme in un “superbot” e posizionati su uno strato di tessuto neurale graffiato, le formichine hanno compiuto un atto miracoloso: in soli tre giorni, il tessuto è completamente guarito. 

Inoltre, e questa è un ulteriore motivo di soddisfazione per i ricercatori che ci hanno lavorato, è possibile utilizzare cellule adulte – anche di pazienti anziani-invece di cellule embrionali  – superando anche alcune obiezioni di natura etica all’impiego di cellule umane. 

Gli antrobot possono cosi essere impiegati per riparare importanti danni neurologici. Il tutto avviene senza necessità di modifiche genetiche, sottolineando la straordinaria natura di questa capacità di riparazione.

Sono davvero dei “robot”?

Alcuni dissentono che queste entità che si formano spontaneamente possano davvero essere considerate una sorta di “robot”, poichè non vedono nulla di particolarmente nuovo o sorprendente nell’idea che le cellule possano formare piccoli grumi in grado di muoversi.

Ma il prof. Levin sostiene che la chiave qui è un cambiamento di prospettiva. Piuttosto che considerare gli ammassi cellulari come piccoli frammenti di tessuto che possono essere utilizzati per studiare la biologia umana, essi dovrebbero essere visti come entità simili a organismi a sé stanti, con forme e comportamenti particolari che possono essere utilizzati come “piattaforma biorobotica” per applicazioni mediche e di altro tipo, ad esempio modificando sistematicamente queste caratteristiche per ottenere alcuni comportamenti utili come la riparazione dei tessuti danneggiati nel corpo.

Le possibili applicazioni 

Il team di ricercatori del prof. Levin si sta ora concentrando nello studio del potenziale terapeutico di queste entità cellulari rivoluzionarie. Riferisce infatti che gli antrobot sembrano in grado di indurre una forma rudimentale di guarigione delle ferite in strati di altre cellule umane, il che ne conferma la possibilità di usarli in medicina. 

Nella visione dei ricercatori, si prospetta un futuro in cui i tessuti danneggiati o malati possano essere trattati e guariti grazie a queste potenti macchine cellulari, tutto senza interventi invasivi, farmaci aggressivi e senza ricorrere alla manipolazione genetica.

Il loro potenziale è sorprendente: immaginate antropobot che puliscono le arterie, sciolgono il muco o distribuiscono farmaci esattamente li dove servono, senza intossicare l’organismo.  Inoltre, la combinazione di diverse tipologie cellulari e l’esplorazione di stimoli specifici potrebbero persino portare allo sviluppo di biobot, robot costituiti da materiale biologico, con implicazioni incredibili, anche nella costruzione sostenibile e nell’esplorazione spaziale.

Il futuro è nella “medicina personalizzata”

Le implicazioni di questa nuova frontiera scientifica vanno ben oltre la semplice riparazione e rigenerazione dei tessuti. Il prof. Levin e i suoi colleghi stanno aprendo le porte a una nuova era della medicina personalizzata. Questo potrebbe significare trattamenti mirati per malattie neurologiche, lesioni spinali e altre condizioni neurologiche complesse.

Nonostante la strada sia ancora lunga prima che questi “antrobot” possano essere impiegati in ambito clinico, i progressi finora compiuti rappresentano una promessa per il futuro della medicina rigenerativa. Tutto è ancora da esplorare, verificare, testare ma quella che si apre sembra, al momento, essere una possibilità davvero promettente. 

Vuoi scoprire altri progetti e ricerche sulla medicina rigenerativa? Nel nostro blog ti offriamo aggiornamenti sulle ultime scoperte, i progetti, le innovazioni che stanno ridisegnando il futuro della medicina e della cura per le persone e che, in molti casi, abbiamo ospitato a Maker Faire Rome

fonti: Advanced Science I Tufts University

foto di copertina: Antrobot by Gizen Gumuskaya et al, 2023 Advanced Science

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