Sistema nervoso centrale, riattivare i neuroni con l’aiuto del grafene

Il progetto, selezionato dalla Commissione europea nell'ambito del programma Horizon 2020, a cui partecipano vari enti di ricerca internazionali, tra cui l'Università di Trento, ha l'obiettivo di sviluppare un sistema attivo bioelettronico per il trattamento lesioni al sistema nervoso centrale grazie a una microfibra composita di grafene, materiale ultrasottile e versatile.

Realizzare un sistema attivo bioelettronico per riparare il midollo spinale e recuperare funzioni preziose, come la capacità di camminare. È la sfida di un gruppo di ricercatori al lavoro sul progetto Neurofibres (Biofunctionalised electroconducting microfibres for the treatment of spinal cord injury), coordinato dall’Hospital nacional de parapléjicos (Servicio de salud de Castilla La Mancha), con il coinvolgimento di sette partner tra cui le Università di Trento e di Cambridge.
L’obiettivo è sviluppare un sistema (scaffold) attivo bioelettronico sicuro ed efficace per il trattamento lesioni al sistema nervoso centrale. In particolare un sistema che sia in grado di stimolare la rigenerazione degli assoni (conduttori dell’impulso nervoso) e l’attivazione del circuito neuronale realizzato in una microfibra composita di grafene, materiale ultrasottile e versatile. Il progetto, partito in questi giorni, è stato selezionato dalla Commissione europea nell’ambito del programma Horizon 2020, settore delle tecnologie emergenti (Fet proactive-Boosting emerging technologies).
“Lo scopo finale è riparare le lesioni al sistema nervoso centrale per recuperare le funzioni importanti, a cominciare dalla capacità di camminare – spiega Nicola Pugno, referente del progetto per UniTrento e professore del dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e meccanica – L’obiettivo è molto ambizioso e la strada per raggiungerlo è lunga e piena di interrogativi e difficoltà. Ma abbiamo fiducia nel progetto e nella rete di collaborazione che si è creata per metterlo in atto”.
Ma come sarà realizzato e come funzionerà il microsistema? “Il materiale chiave sarà una microfibra, che al momento pensiamo di realizzare in carbonio, avvolta in una guaina composita di polimero conduttore caricato con grafene – aggiunge Pugno – Passeremo quindi a progettare, produrre e caratterizzare microfibre conduttive e quindi uno scaffold (che si presenta come una spugna fibrosa) biocompatibile, elettroattivo e meccanicamente robusto. Far coesistere questi tre fattori fondamentali rappresenta un salto di qualità, il superamento del limite odierno, necessario se si vuole sperare nella rigenerazione e nel ripristino della funzionalità. Nei test preliminari le fibre si rompono – continua Pugno – si disancorano o migrano, non conducono a sufficienza e promuovono ulteriore infiammazione. Le neurofibre verranno inserite nel punto di rottura del midollo spinale e dovrebbero promuovere, tramite elettrostimolazione e la specifica topologia unidimensionale, la crescita degli assoni, e quindi il ripristino della loro funzionalità e, con questa, quella motoria del paziente. Uno degli aspetti più complessi riguarda lo studio delle risposte immunologica e neuronale del tessuto all’impianto”.
Al consorzio di Neurofibres partecipano: il Servicio de salud de Castilla La Mancha (Spagna), University of Cambridge (Regno Unito), Axon’ cable (Francia), Università di Trento (Italia), Kungliga tekniska hoegskolan (Svezia), Universite D’Aix Marseille (Francia) e University of Saarland (Germania). Oltre cinque milioni di euro il finanziamento complessivo, di cui quasi settecentomila a UniTrento, per i quattro anni di durata del progetto, che è appena partito con il kickoff meeting del 30 e 31 gennaio all’Hospital nacional de parapléjicos di Toledo.