Un dispositivo in grafene potrebbe favorire il recupero dalla paralisi stimolando la rigenerazione nervosa dopo il trauma midollare.
Il nostro apparato locomotore, il complesso sistema di ossa, muscoli e tendini che ci fa compiere i movimenti, funziona in base ai segnali generati dal cervello e trasportati fino alle fibre muscolari dai nervi. Questi sono formati, come più volte abbiamo ricordato (vi indico il link per l’approfondimento), dai prolungamenti assonali dei neuroni.
Quindi i neuroni encefalici decidono di ordinare alla gamba destra di avanzare e inviano il comando ai neuroni del midollo spinale, da cui partono i nervi attraverso i quali l’istruzione si propaga fino al muscolo.
La sequenza con cui si trasmette il segnale che ci permette il movimento è:
cervello → midollo spinale → muscolo
Episodi traumatici o malattie possono provocare a livello del midollo spinale lesioni tali da interrompere le fibre nervose responsabili della trasmissione del segnale. Questo impedisce al muscolo di ricevere i comandi che lo istruiscono sul movimento, causando la paralisi motoria.
I nervi motori escono dal midollo (e quindi dalla colonna vertebrale) nel punto più vicino alla destinazione che devono raggiungere. Ne consegue che, più è alta la sezione di midollo colpita, più estesa è la paralisi. Un danno cervicale causa ripercussione a livello di tutti e quattro gli arti.
Da decenni la scienza è impegnata nella ricerca di una soluzione che restituisca ai pazienti la facoltà di movimento. Tuttavia il principale problema che si incontra quando ci si occupa di lesioni midollari è il fatto che i neuroni hanno abbandonato la capacità rigenerativa: quelli perduti non vengono ripristinati. Sappiamo tuttavia che questa capacità di ripristinare il tessuto nervoso esiste: dobbiamo “convincere” i neuroni ad utilizzarla.
E’ quello che si accinge a fare un gruppo di ricerca interdisciplinare coordinato da Hospital Internacional de Paraplejicos di Toledo e che comprende anche l’Università di Trento e quella di Cambridge. Neuroscienziati, medici, ingegneri, bioingegneri, fisici in partnership con un’azienda di microsensoristica, sono coinvolti in un grande progetto europeo finanziato con 5 milioni di euro. Neurofibres è il nome dell’iniziativa, che è partita in questi giorni e durerà per i prossimi quattro anni.
Lo studio punta a realizzare un sistema bioelettronico per stimolare la rigenerazione degli assoni lesi e recuperare la funzione motoria perduta dopo il trauma midollare, utilizzando un materiale dalle proprietà eccezionali, il grafene.
Il grafene è formato da uno strato monoatomico di atomi di carbonio (è quindi bidimensionale) e possiede proprietà tecnologiche eccezionali. Vi propongo un link che vi farà capire meglio, se ne avete la necessità. E’ un materiale su cui si sta investendo molto, anche per quanto riguarda la produzione di device per applicazioni biomediche. Il dispositivo che si intende testare per riparare il midollo spinale è costituito da una microfibra composita di grafene e da una struttura fibrosa biocompatibile che fa da impalcatura. Il meglio messo a disposizione della nanotecnologia che, nelle opportune condizioni, dovrebbe stimolare la rigenerazione degli assoni perduti nel tessuto.
I principali problemi che si sono manifestati nei test preliminari riguardano la rottura, il disancoramento e la migrazione delle fibre. Inoltre può accedere che conducano troppo lentamente il segnale. O che aggravino la reazione infiammatoria già in atto nel tessuto nervoso che ha subito il danno. La corretta gestione dell’infiammazione sarà un fattore cruciale per il funzionamento del sistema.
Il professor Nicola Pugno, referente del progetto per l’Università di Trento, chiarisce che “l’obiettivo è molto ambizioso e la strada per raggiungerlo è lunga e piena di interrogativi e difficoltà. Ma abbiamo fiducia nel progetto e nella rete di collaborazione che si è creata per metterlo in atto”.
