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La fabbrica degli organi artificiali
Ricostruire un uomo da capo a piedi. Non certo con lobiettivo di creare una specie di superuomo, ma di ottenere un numero crescente di bio-organi artificiali, in grado di sostituire temporaneamente o
Ricostruire un uomo da capo a piedi. Non certo con l'obiettivo di creare una specie di superuomo, ma di ottenere un numero crescente di bio-organi artificiali, in grado di sostituire temporaneamente o in modo permanente quelli naturali danneggiati a causa di incidenti o malattie. Ma anche il matrimonio tra elettronica e biologia promette risultati che potrebbero trasformare la vita di migliaia di persone. Una scommessa in cui crede anche l'Europa che, all'interno del VI Programma quadro, ha deciso di finanziare con 5,5 milioni di euro un progetto che dal 1 gennaio 2004 avrà lo scopo di sviluppare un sistema capace di collegare il cervello a un dispositivo meccatronico, sia esso una semplice protesi o addirittura un robot. Il progetto, battezzato Neurobotics, durerà quattro anni e sarà coordinato dall'Italia da Paolo Dario, professore di Ingegneria biomedica alla Scuola Sant'Anna di Pisa. Le sfide. «Grazie all'alleanza di bioingegneri, robotici e neuroscienziati - spiega Dario - cercheremo di realizzare quello che al momento è solo un sogno: far percepire, a chi ha subito un'amputazione, l'arto artificiale come naturale. Anche se da un punto di vista meccanico lo stato dell'arte delle protesi è piuttosto evoluto, il problema che ancora non è stato risolto è quello di interfacciare questi sostituti con il sistemanervoso. Pensiamo per esempioalla mano: non è semplicemente uno strumento prensile e utilitaristico, ma un vero e proprio organo di senso che usiamo per toccare e percepire sensazioni, in altre parole è un'estensione del cervello». La sfida è quindi sviluppare una mano artificiale che sia comandata direttamente dal cervello e non collegata ai muscoli come avviene nelle protesi mioelettriche (si veda l'articolo a fianco). Le ricerche sulle interfacce neurali, cioè il collegamento tra sistema nervoso centrale, periferico e dispositivo meccatronico aprono tutta una serie di grandi opportunità. Potrà in un futuro il cervello comandare un nanorobot per eseguire microperazioni a livello cellulare? O guidare con la sola voce dell'operatore delle superbraccia localizzate nello spazio? La risposta è sì, secondo Dario, se la ricerca riuscirà ad estrarre e a rinviare al cervello queste informazioni.
Allora parlare di organi artificali sarà riduttivo, perchè non si tratterà più di mera sostituzione. I traguardi. Ma anche se al momento gli scienziati sono ancora lontani dal permettere ai segnali cerebrali di controllare i movimenti, altri importanti traguardi sono stati raggiunti nel campo dei tessuti e degli organi di ricambio, in cui si utilizzano cellule e fattori di crescita per rigenerare parti dell'organismo danneggiate. E l'Italia, in questo senso, è in prima linea. «Oggi pelle, mucose, cartilagini, tendini e ossa. Domani cuore, nervi e ghiandole endocrine. Dopodomani fegato e altri organi», è questa la "scaletta" delle nuove frontiere dell'ingegneria tissutale secondo il professor Ranieri Cancedda, presidente della Società europea sull'ingegneria dei tessuti. Nei suoi laboratori di Genova, a metà degli anni Ottanta, è stato eseguito il primo trapianto europeo di "fogli" di epidermide salvavita per i grandi ustionati seguito, nei primi anni Novanta, dalla ricostruzione di epiteli corneali in grado di restituire la vista a chi l'aveva persa in un incidente e impiantati, a oggi, in un centinaio di pazienti. E più di recente ha creato il primo osso lungo artificiale per la riparazione di tibie, ulne e omeri in seguito a traumi. «Al primo osso lungo siamo arrivati utilizzando un supporto di ceramica e cellule staminali adulte estratte dal midollo osseo - spiega Cancedda - cellule potenzialmente in grado di differenziarsi in tessuto osseo, cartilagineo, adiposo, muscolare e nervoso. Ora stiamo lavorando per sviluppare biomateriali migliori, cioè ceramiche completamente riassorbibili, e la possibilità di ottenere colture di cellule da donatore». La ricerca. Ma la fabbrica del corpo umano lavora a pieno ritmo nei laboratori di ricerca di tutto il mondo. Medici, biotecnologi, ingegneri ed esperti di informatica stanno progettando e realizzando nuovi organi artificiali sempre più biocompatibili. E il primo organo umano completamente costruito in laboratorio coltivando cellule sarà la vescica. Dopo il successo degli esperimenti condotti sugli animali, la costruzione della vescica umana è già cominciata negli Stati Uniti, nei laboratori di ingegneria tissutale del Children medical hospital di Boston, dall'équipe di Anthony Atala, e il primo impianto sull'uomo potrebbe avvenire entro due anni. E proprio l'Italia potrebbe essere uno dei primi Paesi a sperimentare la tecnologia, grazie alla collaborazione diretta fra il gruppo di Atala e quello di oncoematologia pediatrica dell'Università di Padova, dove lavora Paolo De Coppi. Gli esperimenti. Insieme alla vescica, sono in dirittura d'arrivo anche i vasi sanguigni umani biotech, ai quali stanno lavorando in Italia il gruppo di Andrea Remuzzi, dell'Istituto Mario Negri di Bergamo e in America il team di Napoleone Ferrara dell'Università di San Francisco. Anche in questo caso, l'intervento sull'uomo dovrà essere preceduto da quello sugli animali ed entro un anno sono previsti i primi impianti di vasi artificiali sulle pecore. Studi indispensabili nel momento in cui si pensa alla ricostruzione di tessuti e organi che devono essere vascolarizzati. Sulla buona strada anche gli esperimenti sul fegato bioartificiale, al quale stanno lavorando negli Stati Uniti due pionieri dell'ingegneria dei tessuti: Joseph Vacanti, del Massachusetts general hospital di Boston, e Robert Langer, del Massachusetts institute of technology (Mit). Qui si è aperto anche un altro filone di ricerca, quello che utilizza tessuto cardiaco cresciuto in laboratorio per riparare il cuore scompensato o testare nuovi farmaci. In Belgio, invece, all'Università Cattolica di Louvain, stanno già testando su volontari non vedenti un microchip che, impiantato dietro l'orecchio, trasmette le immagini a elettrodi posizionati sul nervo ottico grazie a una microvideocamera. Mentre in Ohio, si sta testando sui topi un trattamento per il diabete, impiegando nanomolecole di silicone poroso contenenti cellule pancreatiche in grado di produrre insulina. Se dunque l'uomo bionico, fabbricato per intero in laboratorio, resterà con ogni probabilità materia dei film di fantascienza, costruire pezzi di ricambio con cui riparare o sostituire organi malati o irrimediabilmente danneggiati è una promessa reale.
Fonte: (23/10/2003)
Pubblicato in Biotecnologie
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