La stimolazione neurale per il trattamento del Parkinson e di altre malattie diventa "wireless".
Un team internazionale, che ha visto protagonisti anche scienziati italiani, ha scoperto un modo di stimolare i neuroni a distanza, "con il telecomando" per così dire, in maniera non invasiva ed eliminando il rischio di tossicità e di allergie.
La tecnica, infatti, non utilizza elettrodi per la stimolazione e prevede l'uso di biomateriali. Si aprono dunque interessanti prospettive che vanno dalla neuroprostetica alla medicina rigenerativa.
Alla ricerca hanno partecipato scienziati italiani del Centro di Micro-BioRobotica dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit) con sede a Pontedera (Pisa) e dell’Istituto di BioRobotica del Sant’Anna di Pisa. I risultati, pubblicati sulla rivista ACS Nano, mostrano la possibilità di stimolare "senza fili" le cellule neuronali, grazie all'impiego di nanoparticelle piezoelettriche, ossia nanomateriali “smart”, in grado di convertire energia meccanica in energia elettrica.
«I neuroni vengono così attivati “a distanza”, come se fossero guidati da un telecomando», spiega Attilio Marino, a capo dello studio. In particolare, le cellule neuronali sono state coltivate in presenza di nanoparticelle di titanato di bario e quindi stimolate con ultrasuoni. La deformazione meccanica impartita alle nanoparticelle dalle onde pressorie ha come conseguenza la generazione di un potenziale elettrico, in grado di eccitare le cellule nervose e, quindi, di eseguire una stimolazione neurale.
Lo studio ha analizzato nel dettaglio il meccanismo che porta alla stimolazione neuronale, individuando i canali della membrana cellulare coinvolti nel fenomeno, dimostrando come la piezoelettricità delle nanoparticelle sia il requisito fondamentale per ottenere l'eccitazione neuronale.
I risultati, aggiunge Marino, «pongono le basi per un nuovo approccio di stimolazione cellulare, che definiamo ‘wireless’ perché privo di elettrodi e di connessioni elettriche, minimamente invasivo e ‘biocompatibile’, grazie all'assenza di tossicità del titanato di bario e alla totale sicurezza della stimolazione ultrasonica».
Svariati i campi di applicazione della scoperta. Oltre al trattamento del Parkinson e di altre malattie che richiedono la stimolazione, «altre applicazioni potenziali sono la rigenerazione del nervo periferico e la stimolazione sensoriale, ad esempio la stimolazione del nervo acustico nel caso di alcune tipologie di sordità», conclude Gianni Ciofani, team leader del Centro di Micro-BioRobotica dell’Iit. «La tecnica, tuttavia, non è ristretta al sistema nervoso ma, in potenza, è sfruttabile anche per stimolare altri tessuti biologici eccitabili come il tessuto cardiaco».
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