I ricercatori creano tessuto umano ingegnerizzato per studiare le punture di zanzara e le malattie

Un team di ricerca dell’UCF ha ingegnerizzato tessuti con cellule umane che le zanzare amano mordere e di cui si nutrono, con l’obiettivo di aiutare a combattere le malattie mortali trasmesse dagli insetti pungenti.

Un team multidisciplinare guidato dal ricercatore biomedico della Bradley School of Medicine Jay Willenberg con Mollie Jewett (UCF Burnett School of Biomedical Sciences) e Andrew Dickerson (Università del Tennessee) ha rivestito biomateriali di gel per capelli 3D con cellule umane per creare tessuto ingegnerizzato e poi infonderlo con il sangue . . I test hanno dimostrato che le zanzare pungono facilmente e si nutrono del sangue degli edifici. Gli scienziati sperano di utilizzare questa nuova piattaforma per studiare come gli agenti patogeni trasportati dalle zanzare colpiscono e infettano cellule e tessuti umani. Attualmente, i ricercatori fanno molto affidamento su modelli animali e cellule cresciute in piastre piatte per tali indagini.

Inoltre, il nuovo sistema è molto promettente per le specie di zanzare che si nutrono di sangue che si sono dimostrate difficili da allevare e mantenere come colonie in laboratorio, un’importante applicazione pratica. Il lavoro del team di Willenberg è stato pubblicato venerdì sulla rivista insetti.

Le zanzare sono state spesso definite gli animali più mortali del mondo, poiché le malattie trasmesse da vettori, comprese quelle delle zanzare, causano più di 700.000 morti in tutto il mondo ogni anno. La malaria, la dengue, il virus Zika e il virus del Nilo occidentale sono tutti trasmessi dalle zanzare. Anche per coloro che sopravvivono a queste malattie, molti soffrono di insufficienza d’organo, convulsioni e gravi impatti neurologici.

“Molte persone si ammalano ogni anno di malattie trasmesse dalle zanzare, anche negli Stati Uniti. Il bilancio di tali malattie può essere particolarmente devastante per molti paesi in tutto il mondo”, afferma Willenberg.

Questo impatto globale delle malattie trasmesse dalle zanzare è ciò che spinge Willenberg, il cui laboratorio utilizza una combinazione unica di ingegneria biomedica, biomateriali, ingegneria dei tessuti, nanotecnologia e biologia dei vettori per sviluppare strumenti innovativi per la sorveglianza, il controllo e la ricerca delle zanzare. Ha detto che spera di adattare la sua nuova piattaforma per l’applicazione ad altri vettori come le zecche, che diffondono la malattia di Lyme.

“Abbiamo dimostrato la prova iniziale del concetto con questo prototipo”, afferma. “Penso che ci siano molti modi potenziali per utilizzare questa tecnologia”.

Catturato in video, Willenberg ha osservato le zanzare che si nutrivano con entusiasmo del tessuto ingegnerizzato per il sangue, proprio come farebbero con un ospite umano. Questa dimostrazione rappresenta il raggiungimento di una pietra miliare fondamentale per la tecnologia: garantire che i costrutti di tessuto fossero appetibili per le zanzare.

“Come uno dei miei mentori ha condiviso con me molto tempo fa, l’obiettivo dei medici e dei ricercatori biomedici è aiutare a ridurre la sofferenza umana”, afferma. “Quindi, se possiamo fornire qualcosa che ci aiuti a conoscere le zanzare, intervenire con le malattie e in qualche modo tenere le zanzare lontane dalle persone, penso che sia una buona cosa”.

Willenberg ha avuto l’idea del tessuto ingegnerizzato quando ha saputo che il National Institutes of Health (NIH) stava cercando nuovi modelli 3D in vitro che potessero aiutare a studiare i patogeni trasportati da zanzare e altri artropodi.

“Quando ho letto che il NIH stava guardando questi modelli, mi ha fatto pensare che forse c’è un modo per far pungere le zanzare e nutrirsi di sangue. [on the 3D models] direttamente “, dice”. Quindi posso portare la zanzara per fare il parto naturale e creare un modello completo dell’interfaccia vettore-ospite-patogeno per studiarlo tutto insieme”.

Poiché questa piattaforma è ancora nelle sue fasi iniziali, Willenberg desidera incorporare altri tipi di cellule per avvicinare il sistema alla pelle umana. Sta inoltre sviluppando collaborazioni con esperti che studiano agenti patogeni e lavorano con vettori infetti e sta collaborando con organizzazioni di controllo delle zanzare per vedere come possono utilizzare la tecnologia.

“Ho una visione particolare per questa piattaforma e la seguirò. La mia esperienza è anche che altre buone idee e direzioni di ricerca fioriranno quando finiranno nelle mani di altri”, dice. “In fin dei conti, le idee e gli sforzi collettivi delle varie comunità di ricerca guidano un sistema come il nostro al suo pieno potenziale. Quindi, se possiamo fornire loro gli strumenti per consentire il loro lavoro, promuovendo anche il nostro”. È davvero eccitante”.