Un materiale sintetico può comunicare con un neurone senza trasportare farmaci, molecole segnale o fattori di crescita?
In un recentissimo studio pubblicato su Science lo scorso 1 Ottobre, un gruppo della Northwestern University ha mostrato che, almeno in coltura, sì.
I ricercatori hanno sviluppato lunghissimi polimeri supramolecolari, strutture formate da molecole che, attraverso forze deboli e reversibili, si assemblano fino a raggiungere masse di miliardi di dalton. Su scala molecolare sono dimensioni enormi. E sapere di poterne controllare con grande precisione lunghezza e composizione, perché conosciamo bene i mattoncini che li compongono e le regole secondo cui si assemblano, ci offre un ponte tra nanoscala e macroscala: dalle molecole alle cellule e ai tessuti.
Il segreto sta in un nuovo meccanismo di crescita. Quando le molecole disponibili finiscono, le estremità dei filamenti si ripiegano e ne bloccano l’allungamento. Aggiungendo nuovo materiale, però, la crescita può ripartire. In questo modo è possibile costruire uno stesso filamento con segmenti dotati di proprietà chimiche differenti.
Ed è proprio giocando con la distribuzione delle cariche elettriche che i ricercatori hanno osservato qualcosa di inatteso.
Filamenti interamente positivi risultavano tossici per i neuroni, mentre quelli negativi venivano respinti. Ma inserendo una piccola regione positiva tra segmenti negativi, il comportamento cambiava completamente.
La zona positiva funzionava come un’ancora sulla superficie del neurone. Le regioni negative, invece, rimanevano mobili nelle sue vicinanze. I neuroni trattati sviluppavano neuriti più lunghi e ramificati, mostravano una maggiore attività del calcio e, dopo 14 giorni, formavano più sinapsi.
La cosa più interessante è che questi materiali non contengono segnali biologici progettati per stimolare i neuroni. A produrre l’effetto sembra essere la loro stessa architettura: la distribuzione delle cariche e il movimento dei filamenti favorirebbero il reclutamento di proteine già presenti attorno alle cellule.
In altre parole, il materiale non porta un messaggio.
Fa piuttosto da PR all’ingresso di una discoteca: richiama alcune proteine già presenti nell’ambiente cellulare, le porta vicino al neurone e crea le condizioni perché avvengano gli incontri giusti.
