Un modello 3D in scala reale, biomimetico e bioibrido della barriera emato-encefalica. E’ quanto è riuscito a realizzare il team coordinato da Gianni Ciofani, ricercatore dell’Istituto italiano di tecnologia a Pontedera (Pisa) e professore al Politecnico di Torino, nell’ambito del progetto SLaMM, finanziato dall’European Research Council (Erc) proprio per la realizzazione di nanostrutture utili all’identificazione di terapie per il cervello.

Il dispositivo nanotech – che si è guadagnato la copertina della prestigiosa rivista scientifica Small –  è una struttura che per la prima volta unisce componenti artificiali e biologiche, e permette di studiare possibili terapie capaci di superare la barriera emato-encefalica in modo da trattare specifiche patologie cerebrali, tra cui i tumori. Grazie a questo modello della barriera emato-encefalica, il gruppo di Ciofani potrà infatti comprendere come superare l’azione di “barriera” e arrivare in modo sicuro al cervello per somministrare farmaci.

In particolare, la  barriera emato-encefalica artificiale è costituita da un chip microfluidico nato dalla congiunzione di componenti artificiali costruite con tecniche di fabbricazione nanometriche 3D (fotolitografia a due fotoni) e da una componente biologica, rappresentata da cellule endoteliali, cioè le cellule che rivestono i vasi sanguigni.

La struttura polimerica mima i microcapillari del circolo sanguigno cerebrale attraverso 50 tubi di dimensioni micrometriche in parallelo, bucherellati con piccolissimi pori regolari, e su cui sono state coltivate le cellule endoteliali in modo da riprodurre il comportamento del sistema naturale. L’intero sistema artificiale ha le dimensioni di pochi millimetri, rappresentando una porzione del sistema naturale, e al suo interno può circolare un fluido a pressioni comparabili a quelle del sangue che circola nei capillari cerebrali.

In futuro i ricercatori studieranno il comportamento di farmaci e di nanovettori per superare la barriera emato-encefalica e raggiungere il sistema nervoso centrale. Questo permetterà di individuare terapie per il trattamento di tumori cerebrali e per altre patologie come l’Alzheimer e la sclerosi multipla.