In che modo la stampa 3D consente agli scienziati di far crescere nuovi capelli umani
I ricercatori della Columbia University hanno trovato un modo per utilizzare la tecnologia di stampa 3D per simulare la pelle del cuoio capelluto umano e consentire così a nuovi capelli umani di crescere. Possono quindi trapiantare i nuovi capelli sul cuoio capelluto delle persone che soffrono di perdita di capelli.
Un gran numero di persone in tutto il mondo sperimenta la caduta dei capelli in una forma o nell'altra, sia per cause naturali che come effetto collaterale della terapia medica. In molti di questi casi, specialmente negli individui con caduta naturale dei capelli, il processo non è reversibile.
Gli studi hanno dimostrato che la caduta dei capelli può avere un effetto significativo sull'immagine di sé e sulla qualità della vita sia delle donne che degli uomini, poiché la maggior parte delle culture attribuisce molta importanza ai capelli naturali.
Nonostante ciò, le opzioni di trattamento per le persone con perdita di capelli possono essere incostante e alcuni individui potrebbero richiedere interventi più mirati, come un trapianto di capelli.
Questa procedura prevede il trapianto di follicoli piliferi da una parte all'altra del corpo di una persona. Tuttavia, ora potrebbero essere all'orizzonte nuove e più sostenibili opzioni per la ricrescita dei capelli.
Alcune ricerche recenti si sono concentrate sull'utilizzo di cellule staminali per far crescere nuovi capelli umani naturali, ma gli esperimenti si sono basati sull'utilizzo della pelle di topo come "terreno di piantagione" per queste cellule.
Ora, per la prima volta, un team di ricercatori del Columbia University Medical Center di New York, NY, ha ideato un metodo per far crescere nuovi capelli umani. Invece di fare affidamento sulla pelle, hanno usato metodi di stampa 3D.
I ricercatori spiegano che il loro esperimento riuscito è stato il primo in più di un modo. Gli scienziati sono stati in grado di far crescere i peli di ratto e topo in modo indipendente in laboratorio, ma hanno avuto problemi a ottenere lo stesso risultato con i peli umani.
“Le cellule di ratti e topi crescono bellissimi peli. Ma, per ragioni che non comprendiamo completamente, le cellule umane sono resistenti ", afferma la coautrice Angela Christiano, Ph.D.
Piantare il "seme" di nuovi capelli
Christiano e il team si sono chiesti se sarebbero stati in grado di stimolare la crescita di nuovi capelli in laboratorio creando un ambiente simile a quello che le cellule ciliate umane occupano naturalmente.
Il loro primo tentativo ha comportato la creazione di piccole sfere cellulari e la sospensione all'interno di gocce di liquido. Quindi, hanno impiantato queste sfere nei topi per vedere se i capelli sarebbero cresciuti. I ricercatori non erano soddisfatti di questo approccio perché sebbene alcune delle cellule impiantate formassero nuovi capelli, altre non si svilupparono.
Successivamente, il team ha deciso di sperimentare tecniche di stampa 3D per vedere se potevano creare un microambiente che imitasse più da vicino l'ambiente naturale dei follicoli piliferi umani. Gli investigatori riportano il loro processo, così come i loro risultati, in un documento di studio che appare in Nature Communications.
Christiano e colleghi hanno finito per creare stampi in plastica con estensioni sporgenti larghe mezzo millimetro.
"Le precedenti tecniche di fabbricazione non sono state in grado di creare proiezioni così sottili, quindi questo lavoro è stato notevolmente facilitato dalle innovazioni nella tecnologia di stampa 3D", spiega il primo autore Hasan Erbil Abaci.
Successivamente, i ricercatori sono riusciti a far crescere la pelle umana attorno allo stampo. Hanno posizionato le cellule del follicolo pilifero che avevano raccolto da volontari al suo interno, aggiungendovi sopra le cellule che producono cheratina. Infine, hanno stimolato la crescita aggiungendo vari fattori di crescita.
Questo test ha avuto successo: in non più di 3 settimane, le cellule hanno generato follicoli piliferi umani che sono stati in grado di iniziare a far crescere i capelli.
I ricercatori notano che questo processo è ancora lontano dall'essere perfetto. Tuttavia, ha il potenziale per stabilire una fonte sostenibile di capelli naturali per i trapianti e per fornire capelli a chiunque ne abbia bisogno.
“Ciò [amplierebbe] la disponibilità del restauro dei capelli a tutti i pazienti, compresi i 30 milioni di donne negli Stati Uniti che soffrono di diradamento dei capelli e i giovani uomini le cui linee sottili stanno ancora sfuggendo. La chirurgia di ripristino dei capelli non sarebbe più limitata dal numero di capelli del donatore ", afferma Christiano.
I ricercatori sottolineano che la crescita dei capelli umani in questo modo, in laboratorio, potrebbe anche essere utile nella ricerca farmaceutica, dando ai ricercatori più libertà di cercare o testare nuovi farmaci per la crescita dei capelli.
"Quello che abbiamo dimostrato è che possiamo fondamentalmente creare un hair farm: una griglia di capelli che sono modellati correttamente e progettati in modo che possano essere trapiantati nuovamente nel cuoio capelluto dello stesso paziente."
Angela Christiano, Ph.D.
Mentre la maggior parte dei ricercatori che hanno preso parte a questo studio ha dichiarato di non avere interessi in competizione, Angela Christiano e Colin Jahoda hanno specificato di essere i fondatori di Rapunzel Bioscience, una società di biotecnologie che investe in terapie rigenerative per capelli e pelle.
