Grazie ai vasi sanguigni presenti sul chip diventa chiaro come il veleno del serpente provochi danni

Cosa fa il veleno di serpente al corpo? Cosa si rompe esattamente e come funziona? Gli scienziati del Naturalis Center for Biodiversity, della VU University e della società biotecnologica Mimetas hanno studiato questo fenomeno in minuscoli vasi sanguigni coltivati ​​in laboratorio. L'esperimento ha rivelato due modi in cui le pareti dei vasi sanguigni si degradano e ha dimostrato che questi vasi sanguigni su un chip sono adatti per tale ricerca tossicologica. Ciò significa che in futuro saranno necessari meno animali da laboratorio. Il team ha descritto i risultati questa settimana Rapporti scientifici.

La ricerca tossicologica sulle cellule viene solitamente eseguita su una superficie piana, in particolare nelle piastre Petri, afferma il primo autore Matthias Bittenbinder. Sta conducendo una ricerca di dottorato sugli effetti del veleno di serpente in Naturalis e VU. “Ma un modello 2D di questo tipo non rappresenta il modo in cui funzionano realmente i vasi sanguigni. Nei vasi sanguigni, ad esempio, devi fare i conti con la pressione e il flusso sanguigno, che creano tensione sulla parete del vaso. Volevamo imitarlo meglio.”

È qui che entra in gioco Mimetas. Questa azienda è nata nel 2013 come startup a Leida e ora ha quattro filiali nei Paesi Bassi, negli Stati Uniti e in Giappone. “Mimetas sviluppa modelli per la ricerca sulle malattie e lo screening dei materiali”, afferma Bittenbinder. “Ad esempio anche organi su chip: piccole parti attive, ad esempio fegato, reni, vasi sanguigni. Altri soggetti possono utilizzarli per condurre ricerche”.

Un gran numero di vittime

I biologi di Naturalis, guidati da Frick Funk, anche lui professore all'Università della Virginia, hanno visto del potenziale in questo. “I morsi di serpente sono il più grande problema sanitario 'dimenticato' nelle regioni tropicali di tutto il mondo”, afferma Bittenbender. Organizzazione sanitaria globale Specifica Le “malattie tropicali dimenticate” sono condizioni che non sono sufficientemente inserite nell’agenda internazionale, causano un gran numero di vittime e perpetuano il ciclo di malattie, scarse prospettive economiche, povertà e stigma.

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“Ogni anno, da 80.000 a 138.000 persone muoiono in tutto il mondo a causa di morsi di serpente, e altre 400.000 persone rimangono permanentemente disabili perché, ad esempio, hanno perso una mano o un piede”, afferma Bittenbinder. Ciò significa morsi di serpente in tutto il mondo Più impatto “Dalla dengue e dalla rabbia insieme”, dice. Questi sono solo i casi registrati.

Una migliore ricerca sul veleno di serpente potrebbe aiutare a sviluppare antiveleni migliori e forse anche strumenti preventivi. “Ma prima dobbiamo conoscere gli esatti meccanismi d'azione del veleno di serpente”, afferma Bittenbinder. “Questo non era ancora ben noto. Sì, si arriva all'insufficienza d'organo perché i vasi sanguigni non funzionano correttamente. Ma come?”

Vogliamo sempre rendere la diapositiva più realistica

Matthias Bittenbinder
ricercatore

I ricercatori hanno potuto osservarlo in dettaglio al microscopio grazie ai vasi sanguigni presenti sul chip. Questo chip è in realtà una striscia di plastica contenente: Piccoli canali Sono lunghi circa un centimetro e hanno un diametro inferiore a mezzo millimetro. Le pareti di questi canali sono rivestite di collagene, un componente importante del nostro tessuto connettivo. “Contro questo si possono coltivare cellule endoteliali: cellule che costituiscono il rivestimento interno dei vasi sanguigni”, spiega il ricercatore. “Queste cellule formano connessioni con il collagene, proprio come nel corpo. In questo modo è possibile imitare i capillari più piccoli, le cui pareti sono spesse solo uno strato cellulare.

I ricercatori hanno visto che il veleno di serpente fa due cose a questo livello. Bittenbender: “Alcune tossine distruggono i legami tra cellule e collagene, provocando, per così dire, il collasso dell'intera parete dei vasi sanguigni. Esistono altre tossine che danneggiano la membrana cellulare delle cellule stesse della parete dei vasi sanguigni.

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Ora che questo è noto, i biologi cellulari possono continuare a cercare modi per fermare entrambi i processi. “L’ideale sarebbe se ciò potesse essere fatto utilizzando anticorpi semplici ed economici che renderebbero il trattamento accessibile a più persone. Ora possiamo guardare a questo in modo più mirato”.

Nel frattempo, i ricercatori vogliono sviluppare ulteriormente il loro modello. “Ad esempio, ora lo attraversa solo il mezzo di coltura”, afferma Bittenbinder. “Siamo interessati a ciò che accade in presenza di piastrine, globuli bianchi e rossi. Vogliamo rendere il chip sempre più realistico, in modo da poter evitare in definitiva l’uso di animali da laboratorio.



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