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I microgel sottili incapsulare e proteggere le cellule terapeutiche

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Le terapie a base cellulare, come quelle che implicano il rilascio di cellule staminali, richiedono un modo per incapsulare le cellule all'interno di un pacchetto protettivo in modo che non vengano distrutte e spazzate via dall'organismo. Ci sono stati tentativi riusciti di contenere le cellule terapeutiche all'interno di idrogel, ma i materiali risultanti erano ingombranti e non potevano essere consegnati per via endovenosa.

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Ora, i ricercatori dell'Harvard's Wyss Institute hanno sviluppato un modo di confezionare le singole cellule all'interno di idrogel a pareti sottili, che possono poi essere iniettati per via endovenosa per assumere compiti terapeutici. Inoltre, il loro approccio si traduce in quasi tutte le vescicole che hanno esattamente una cellula all'interno, un enorme miglioramento rispetto ai tentativi precedenti che hanno sofferto per la scarsa efficienza. E come dolcificante, le cellule incapsulate risultanti possono essere congelate e scongelate in un secondo momento, quando devono essere utilizzate in una procedura, semplificando notevolmente il flusso di lavoro clinico.

Finora, questa tecnologia è stata testata su topi di laboratorio, ma nel loro studio, riportato negli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze, i ricercatori della Wyss sono stati in grado di migliorare significativamente l'efficacia delle cellule staminali mesenchimali consegnate utilizzando questa tecnica di incapsulamento. Questo probabilmente perché le sottili pareti dell'idrogel proteggono la cellula al suo interno, dandogli il tempo di fare il suo lavoro e permettendo alla cellula di interagire con l'ambiente circostante.

"Questa è un'eccitante e importante estensione dei biomateriali a base cellulare al livello delle singole cellule, che può quindi servire sia come preciso blocco di costruzione per strutture cellulari più grandi, sia come mezzo per indagare il comportamento a livello delle singole cellule, fornendo una visione senza precedenti sulla funzione e le proprietà delle cellule", ha detto David Weitz, Ph.D., uno dei leader della ricerca.

Un annuncio del Wyss Institute spiega brevemente il processo di incapsulamento:

Come nelle tecniche preesistenti, il team ha rivestito per la prima volta le cellule in nanoparticelle di carbonato di calcio, un passo che facilita l'incapsulamento cellulare quando viene miscelato con una soluzione di polimeri di alginato. Ma per la prima volta prima della miscelazione con una soluzione polimerica, il team ha lavato via le nanoparticelle che non avevano aderito alle cellule utilizzando un'emulsione di acqua e olio all'interno di un dispositivo microfluidico. Quello che rimaneva erano prevalentemente cellule singole incapsulate con microgel.

I ricercatori possono già imballare migliaia di cellule all'interno degli idrogel sottili in pochi minuti, e se il processo di costruzione dei tessuti è ulteriormente affinato, la nuova tecnica potrebbe essere un componente di come i nuovi tessuti saranno stampati una cellula alla volta.

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