Una nuova tecnologia ottica che consente di studiare in modo non invasivo i tessuti umani ha svelato la prima volta il segreto dell’elasticità del collagene. Scoprendo che le proprietà meccaniche dei tessuti in cui è presente questa proteina non dipendono dalla biochimica ma dalla sua intima architettura. L’impresa è opera di un team di ricercatori italiani che ha sviluppato una tecnologia dall’ampio ventaglio di applicazioni in moltissimi ambiti biologici e biomedici, dalla diagnostica alla differenziazione cellulare alla medicina rigenerativa.
Lo studio, pubblicato questa settimana su Nature Communications Biology, ha coinvolto diversi istituti del Cnr – Istituto nazionale di ottica (Cnr-Ino), Istituto di fisica applicata Nello Carrara (Cnr-Ifac) e Istituto di chimica dei composti organometallici (Cnr-Iccom) di Sesto Fiorentino, Istituto officina dei materiali (Cnr-Iom) di Perugia – il Laboratorio Europeo di Spettroscopie Non-lineari (Lens) e l’Università di Perugia.
Collagene: il segreto del corpo elastico
Il collagene è la proteina strutturale più abbondante negli organismi viventi: forma la struttura di ossa, muscoli, tendini, legamenti e cartilagini, oltre al tessuto connettivo su cui crescono e si sviluppano le diverse cellule che formano un organismo. “Anche per questo, lo studio è di fondamentale importanza in molteplici campi”, spiega Silvia Caponi, ricercatrice di Cnr-Iom.
Studiare i tessuti in modo non invasivo
“Sappiamo che in ogni struttura biologica le proprietà morfologiche influenzano fortemente le caratteristiche meccaniche e che la corretta funzionalità dei tessuti è garantita dal bilanciamento di composizione chimica, caratteristiche morfologiche e meccaniche. Ora abbiamo un nuovo strumento di indagine per studiare la morfologia, la meccanica e la biochimica dei tessuti e, poter individuare precocemente segnali di alterazioni nei tessuti in maniera non invasiva”.
Tante applicazioni
“La tecnologia sviluppata offre promettenti implicazioni dal punto di vista delle applicazioni biologiche e biomediche”, commenta Riccardo Cicchi di Cnr-Ino, “da un lato, potrebbe contribuire a comprendere più a fondo la meccanica dei processi di metastasi tumorale e di differenziazione cellulare, dall’altro può essere di supporto e guida nella medicina rigenerativa per la realizzazione di tessuti artificiali con specifiche proprietà ottiche e meccaniche come cornee, vasi, cartilagini, tendini e legamenti”.
Riferimenti: Morpho-mechanics of human collagen superstructures revealed by all-optical correlative micro-spectroscopies
