La corsa delle cellule
I ricercatori dell'Università di Chicago, mettendo le cellule sulla linea di partenza, sperano di identificare nuovi farmaci capaci di regolare la formazione di tessuti corporei e possibilmente combattere la diffusione del cancro.
Milan Mrksich ha sviluppato con i suoi colleghi un sistema per tenere delle cellule rinchiuse in piccoli recinti circolari fino al momento in cui vengono liberate da un segnale elettrico. Attraverso questo sistema i farmaci designati ad inibire il movimento delle cellule possono essere comparati tra loro, misurando quanto le cellule trattate con questi si spostino una vota ricevuta la scarica elettrica. .
I ricercatori hanno dimostrato l'efficacia della loro tecnica utilizzando due droghe che ostacolano la capacità delle cellule di migrare su una superficie: la citocalasina D e il nocodazole. In assenza di entrambi i farmaci, le cellule si allontanano parecchio appena le barriere che le mantengono confinate in un gruppetto circolare di otto elementi vengono meno. Trattate con la citocalasina le cellule si spargono più lentamente. Il nocodazole invece blocca quasi completamente il moto delle cellule.
In principio questo sistema potrebbe essere utilizzato per testare centinaia di potenziali farmaci, applicando ogni droga ad un diverso piccolo gruppo di cellule intrappolate e quindi cercando il gruppo che rimane fermo una volta che le barriere vengono abbassate.
Le cellule hanno bisogno di muoversi durante il loro sviluppo nei tessuti. Così i farmaci che influenzano questo movimento dovrebbero consentire importanti applicazioni mediche. Ciò che accelera questo movimento potrebbe accelerare la guarigione delle ferite, per esempio. Le droghe che impediscono questa migrazione potrebbero invece aiutare a sopprimere la diffusione delle cellule cancerogene.
Il gruppo di Mrksich ha permesso e impedito la migrazione delle cellule convertendo la superficie repulsiva delle cellule in attrattiva attraverso la semplice pressione di un interruttore. Nei tessiti le cellule sono tenute insieme da una proteina, la fibronectina, che contiene elementi molecolari che si agganciano alle altre molecole poste sulla superficie della membrana cellulare. Le cellule si muovono attraverso una superficie su un tappeto di molecole di fibronectina, li poste per dar loro un ancoraggio.
Per impedire la formazione di un tappeto di fibronectina i ricercatori hanno ricoperto una superficie d'oro con un tappeto di diverso tipo, uno strato molticolore auto-assemblato (SAM) di molecole a catena che si attaccano all'oro ad un'estremità, come fossero delle setole, mentre l'altra estremità resiste all'ancoraggio della fibronectina, impedendo così alle cellule di stendere uno strato proteico che permetta loro di diffondersi.
I ricercatori, all'interno di questo tappeto "immobilizzante", hanno inserito delle setole di diverso tipo: queste, una volta stimolate da un segnale elettrico fornito all'oro sottostante, forma un legame chimico con un piccolo frammento di fibronectina che vaga nel fluido presente al di sopra del SAM. Il frammento fornisce un appiglio al quale una membrana cellulare può agganciarsi, convertendo il SAM da un elemento repulsivo ad uno che permette la diffusione delle cellule.
Per raggruppare le cellule su questa superficie di setole fibronectina-repellenti, i ricercatori l'hanno disseminata di fibre su cui la proteina attecchisce, in percorsi circolari di circa un quinto di millimetro di diametro. Un impulso elettrico stimola i frammenti fluttuanti di fibronectina ad agganciarsi alle fibre sottostanti, permettendo alle cellule di muoversi.
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