Healthy solutions: cellule cardiache sviluppate in foglie di spinacio

Si sa, le verdure sono decisamente “healthy” per la nostra salute e per un regime alimentare adeguato: ma se venissero coinvolti nel campo biomedico?
Un recente studio, svolto alla Worcester Polytechnic Institute (WPI) di Worcester (Massachusetts), ha utilizzato le foglie di spinaci come “sistema scaffold” per le cellule pacemaker del cuore.

“Quando mi è capitato di soffermare lo sguardo su una foglia di spinacio, mi ha ricordato un’aorta”

ha detto Joshua Gershlak, laureando in ingegneria biomedica alla suddetta università e principale ricercatore allo studio.

“Così ho pensato: irrighiamolo attraverso lo stelo!”

“Certo c’è ancora molto lavoro da svolgere, ma è davvero un’iniziativa promettente”

ha commentato Glenn Gaudette ricercatore e professore alla WPI.

“Utilizzare piante comuni, coltivate da centinai di anni dagli agricoltori, come “tessuti” per l’odierna ingegneria potrebbe davvero risolvere molti problemi che sono di ostacolo in questo ambiente”.

I ricercatori sono riusciti a far sviluppare cellule cardiache umane nelle foglie di spiaci, partendo dalla loro perfusione con una soluzione detergente, che ha “spogliato” le foglie delle loro cellule vegetali ma lasciando la cellulosa, creando così la base per lo sviluppo di quelle umane.

“La cellulosa è biocompatibile, quindi lasciarla non sarebbe un rischio per l’organismo umano. Inoltre viene utilizzata in molti campi dell’ingegneria tissutale e rigenerativa sia per cartilagini che per le ossa, oltre che essere di aiuto per la rimarginazione di ferite.”

Perché la foglia di spinacio? Per la sua conformazione naturale.
Si tratta, infatti, di una foglia ricca di venature, aspetto che costituisce un’ottima impalcatura per il tessuto cardiaco per quanto riguarda il flusso sanguigno e quindi anche per il trasporto dell’ossigeno.
Inoltre, la struttura cava dello stelo (cilindrica) potrebbe essere utilizzata come innesto per  un’arteria.

Il vero problema da risolvere era ricreare, il più fedelmente possibile, il network sanguigno del tessuto cardiaco fino al livello capillare, essenziale per il trasporto di ossigeno e nutrienti. Nonostante le attuali avanzate tecnologie, come ad esempio la stampa 3D, non si è mai riusciti a ricrearlo.

Dopo la decellularizzazione, le foglie sono state ricellularizzate con cellule endoteliali umane, che hanno “colonizzato” le superfici interne della pianta: le cellule staminali mesenchimali umane e le cellule cardiomiociti staminali pluripotenti umane hanno aderito alle superfici esterne dello scaffold vegetale.
I cardiomiociti (che consentono la generazione e la trasmissione dell’impulso contrattile) hanno dimostrato la capacità contrattile e il movimento delle molecole del calcio nel corso di 21 giorni successivi, dati che hanno confermato l’adeguatezza delle foglie di spinacio come sistema scaffold.

La semplice riuscita dell’esperimento in una singola foglia ha aperto uno scenario unico: l’utilizzo di più foglie permetterebbe lo sviluppo e la crescita di un tessuto muscolare cardiaco sano, che potrebbe essere utilizzato in futuro per curare patologie cardiache.
L’intero procedimento non include l’uso di cavie animali, quindi potrà oltretutto ovviare problematiche etiche.

Non solo spinaci: infatti, i ricercatori hanno rimosso cellule vegetali anche da foglie di prezzemolo, Artemisia Annua (assenzio dolce) e dalle radici pelose delle arachidi, che potrebbero essere utilizzate dall’ingegneria tissutale per la rigenerazione di altre cellule.