I ricercatori della Columbia University hanno trovato un modo di utilizzare la tecnologia di stampa 3D per simulare la pelle del cuoio capelluto umano e consentire così la crescita di nuovi peli umani che possono poi essere successivamente trapiantati sul cuoio capelluto delle persone che soffrono di perdita di capelli.
Una nuova tecnica di stampa 3D ha permesso ai ricercatori di coltivare i capelli dalle cellule staminali in laboratorio.
Un gran numero di persone in tutto il mondo sperimenta la perdita dei capelli in una forma o nell’altra, a causa di cause naturali o come effetto collaterale della terapia medica.
In molti di questi casi, specialmente negli individui con perdita naturale di 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 di donne e uomini , poiché la maggior parte delle culture attribuisce molta importanza ai capelli naturali.
Le opzioni di trattamento per le persone che soffrono di perdita dei capelli possono spesso non essere efficaci a tal punto da richiedere interventi più mirati, come un trapianto di capelli.
Questa procedura comporta il trapianto di follicoli piliferi che vengono prelevati da una parte del corpo per essere impiantati in un’altra. Tuttavia, nuove e più sostenibili opzioni per la ricrescita dei capelli potrebbero essere all’orizzonte.
Alcune recenti ricerche si sono concentrate sull’utilizzo di cellule staminali per la crescita di nuovi capelli umani naturali, ma gli esperimenti si sono basati sull’uso della pelle di topo come “terreno di semina” per queste cellule.
Ora, per la prima volta, un team di ricercatori del Columbia University Medical Center di New York, ha ideato un metodo per far crescere nuovi capelli umani.
Invece di affidarsi alla pelle, hanno usato metodi di stampa 3D.
I ricercatori spiegano che il loro esperimento di successo è stato il primo in più di un modo.
Gli scienziati sono stati in grado di coltivare i peli di ratto e di topo in modo indipendente in laboratorio, ma hanno avuto problemi a ottenere lo stesso risultato con i capelli umani.
“Le cellule di ratti e topi producono peli meravigliosi, ma per ragioni che non capiamo del tutto, le cellule umane sono resistenti”, afferma Angela Christiano, Ph.D.
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 è consistito nel creare piccole sfere cellulari e sospenderle all’interno di gocce di liquido. Quindi, hanno impiantato queste sfere nei topi per vedere se i capelli sarebbero cresciuti.
Tuttavia i ricercatori non erano soddisfatti di questo approccio perché sebbene alcune delle cellule impiantate formassero nuovi capelli, altri non riuscivano a svilupparsi.
Successivamente, il team ha deciso di sperimentare con le tecniche di stampa 3D per vedere se potevano creare un microambiente che imitasse più da vicino l’ambiente naturale dei follicoli piliferi umani.
I ricercatori hanno riportato 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 tecniche di fabbricazione precedenti 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 Hasan Erbil Abaci.
Successivamente, i ricercatori sono riusciti a far crescere la pelle umana attorno allo stampo.
Hanno posizionato le cellule del follicolo pilifero raccolte dai volontari al suo interno, aggiungendo cellule produttrici di 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 osservano 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 qualsiasi persona che possa averne bisogno.
“Questo offrirebbe la disponibilità di trapianto dei capelli a tutti i pazienti – tra cui i 30 milioni di donne negli Stati Uniti che soffrono di diradamento dei capelli“, dice Christiano.
I ricercatori sottolineano che la crescita di capelli umani 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 una capigliatura: una griglia di capelli modellati correttamente e ingegnerizzati in modo che possano essere trapiantati nello stesso cuoio capelluto del paziente”.
Angela Christiano, Ph.D.
Mentre la maggior parte dei ricercatori che hanno preso parte a questo studio non ha dichiarato alcun interesse economico, Angela Christiano e Colin Jahoda hanno specificato di essere i fondatori di Rapunzel Bioscience, un’azienda biotecnologica che investe in terapie rigenerative per capelli e pelle.
Riferimenti scientifici
H.E.Abaci, A. Coffman, Y. Doucet, J. Chen, J. Jacków, E. Wang, Z. Guo, Jung U. Shin, Colin A. Jahoda & Angela M. Christiano – Tissue engineering of human hair follicles using a biomimetic developmental approach, Nature Communications volume 9, Article number: 5301 (2018)
