La stimolazione dei muscoli è "wireless"

La stimolazione dei muscoli è "wireless"

E’ stato riproposto da Nature Nanotechnology un recente lavoro pubblicato sulla prestigiosa rivista ACS Nano e condotto dal gruppo Smart Bio-Interfaces di Pontedera (Pisa) in collaborazione con la Waseda University di Tokyo.

Nanotecnologie.

CIOFANI TESTO FIG 2

In figura una schematizzazione del meccanismo di attivazione muscolare (Credits ACS Nano)

Un team di ricerca IIT, in collaborazione con la Waseda Univeristy di Tokyo, ha recentemento pubblicato sulla rivista ACS Nano il lavoro intotolato "Gold Nanoshell-Mediated Remote Myotube Activation", che è stato recentemente riproposto su Nature Nanotechnology. Lo studio, condotto da Attilio Marino, Post-Doc presso la linea Smart Bio-Interfaces e borsista della Fondazione Umberto Veronesi, e coordinato da Gianni Ciofani, principal investigator della linea di ricerca, dimostra come una stimolazione termica mediata da radiazione luminosa nel vicino infrarosso (NIR) e nanoparticelle otticamente attive sia in grado di attivare la contrazione di cellule muscolari striate.

Questo approccio di stimolazione, definito “fototermico”, permette di ottenere aumenti di temperatura in intervalli fisiologici (fino a 5°C superiori alla temperatura corporea) senza danneggiare le cellule, sfruttando le proprietà fisiche di particolari nanostrutture di silice ricoperte da un sottile strato d’oro, che trasformano l’energia luminosa assorbita in calore.

Sfruttando questa strategia si è stati in grado di indurre la contrazione muscolare in modalità “wireless”, senza la necessità di stimolazione elettrica indotta da elettrodi invasivi, attivando direttamente gli apparati proteici alla base dei fenomeni di contrazione. Una stimolazione “fototermica” cronica, inoltre, ha dimostrato effetti benefici in termini di miglioramento delle capacità energetiche delle cellule, con conseguenze assimilabili a quelle che, in vivo, avrebbe un esercizio fisico in grado di aumentare la temperatura del tessuto muscolare.

I risultati raggiunti aprono la strada a nuovi approcci terapeutici non invasivi e permetteranno, in prospettiva, lo sviluppo di trattamenti mirati in caso di patologie che compromettono la funzionalità o il metabolismo muscolare, ma anche, in tempi più brevi a nuove strategie di stimolazione del campo della medicina rigenerativa e dell’ingegneria dei tessuti.

Per approfondimenti:

ACS Nano

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b08202

Nature nanotechnology

http://www.nature.com/nnano/journal/v12/n3/full/nnano.2017.31.html

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