PDF Basket
L’ipertensione arteriosa è determinata da fattori legati allo stile di vita, come un’alimentazione scorretta, l’inattività fisica e lo stress, oltre che dall’età e dalla genetica. Nel corso del tempo, l’eccessiva pressione esercita una tensione sui vasi sanguigni, provocando un ispessimento delle arterie.
«È un po’ come un tubo da giardino», spiega Cecilia Sahlgren, coordinatrice del progetto ForceMorph dell’Università Åbo Akademi in Finlandia. «Maggiore è la pressione, maggiore è la necessità di pareti più resistenti.»
Il rischio è che, con l’indurimento del tessuto arterioso, il cuore debba lavorare ancora più intensamente. Se non controllato, questo processo può causare gravi problemi di salute, tra cui insufficienza cardiaca e ictus.
Vasi sanguigni su chip
I meccanismi con cui le forze meccaniche controllano la forma e le dimensioni dei vasi sanguigni a livello cellulare non sono ancora del tutto compresi. Il progetto ForceMorph si è posto questo obiettivo ed è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca (CER).
«Volevamo vedere come le variazioni della pressione sanguigna vengono percepite dalle cellule e poi integrate nel meccanismo cellulare che regola la morfologia dei vasi sanguigni», spiega Sahlgren. Questo potrebbe aprire la strada a possibili nuovi trattamenti, come la modifica del comportamento delle cellule regolatrici.
ForceMorph aveva bisogno di sistemi di modelli in cui forze come il flusso sanguigno potessero essere controllate e analizzate in modo preciso. La soluzione del progetto è stata lo sviluppo di vasi su chip, dispositivi miniaturizzati da laboratorio che imitano accuratamente la struttura e la funzione dei vasi sanguigni umani.
«Questo significava che potevamo controllare la composizione e l’organizzazione cellulare delle cellule coinvolte nelle arterie», aggiunge Sahlgren. Il team è stato quindi in grado di determinare le forze che le cellule subiscono, come la pressione sanguigna e la frequenza del polso, e di analizzare la loro reazione.
Segnalazione cellulare
I dati provenienti da questi vasi su chip sono stati raccolti e tradotti su scala tessutale tramite modellizzazione al computer. Il team del progetto è riuscito a identificare i meccanismi di segnalazione che svolgono un ruolo nel modificare la forma dei vasi sanguigni in risposta alle forze meccaniche.
Questi risultati potrebbero aprire le porte a nuove vie di trattamento, per esempio modulando le vie di segnalazione cellulare meccanosensibili identificate dai ricercatori. L’idea è che, bloccando alcune vie di segnale, si possano rallentare o addirittura arrestare i cambiamenti nella forma delle arterie.
«Abbiamo cercato di capire se fosse possibile sviluppare materiali funzionali per impalcature in grado di mantenere aperte le arterie e di aiutare a controllare le vie di segnalazione.» Si tratta di un lavoro precoce e pionieristico e il prossimo passo sarà quello di costruire e testare tali materiali.
Meccanica dei tessuti
I risultati e i successi di ForceMorph vengono ora sfruttati. I vasi su chip e la modellizzazione al computer del progetto sono ora utilizzati da altri ricercatori per studiare per esempio la segnalazione cellulare e la meccanica dei tessuti.
Sahlgren sta attualmente lavorando a un nuovo progetto finanziato dall’UE, MakingBlood, che si concentra sulla ricerca di nuovi modi per produrre cellule staminali del sangue in condizioni di laboratorio. Uno dei suoi collaboratori ha ricevuto un finanziamento dal CER per studiare la previsione della rigenerazione cardiovascolare, mentre un altro si sta concentrando su come le cellule percepiscono, producono e rispondono alle forze meccaniche, come la pressione sanguigna.
«Questo progetto ha aiutato a capire perché la pressione sanguigna è importante», osserva Sahlgren. «Vedere cosa succede a livello cellulare è complesso, ma raggiungere una comprensione più profonda di questi meccanismi apre nuove possibilità.»