Eucomis autumnalis è più di una semplice pianta: potrebbe svolgere un ruolo nell'ingegneria biomedica. Gurcharan Singh / Shutterstock

Negli ultimi anni c'è stato un aumento delle tecniche di ingegneria biomedica che possono ripristinare la perdita di tessuto e ossa. Se sei stato in un incidente d'auto, ad esempio, ci sono modi per ripristinare o riparare la parte del corpo persa o i tessuti danneggiati. A volte i pazienti saranno sottoposti a ricostruzione chirurgica; a volte saranno dotati di dispositivi medici come piatti sulle ginocchia o sui fianchi.

Ma questi approcci hanno dei limiti. Uno è che una piastra d'acciaio non può davvero imitare le funzioni dei tessuti danneggiati o delle ossa perse, quindi puoi perdere mobilità e flessibilità. Un altro è che queste tecniche spesso implicano molteplici operazioni dolorose e lunghi ricoveri in ospedale. Ciò non solo costa al singolo paziente molto tempo e denaro; posti anche un peso su un paese sistema sanitario e la sua economia.

C'è un'alternativa: ingegneria dei tessuti e medicina rigenerativa. Questo processo è iniziato circa tre decenni fa e spesso si basa su risultati esistenti per testare nuovi approcci. Ha lo scopo di riattivare i processi biologici per formare prodotti che possono aiutare con la rigenerazione ossea e la perdita di tessuto causata da un trauma.

Siamo tra i ricercatori che lavorano in questo settore. Riteniamo che le piante medicinali possano contenere almeno alcune delle risposte ai limiti sopra indicati. Abbiamo studiato due piante comunemente usate dai guaritori e dagli erboristi tradizionali sudafricani per curare le fratture ossee e alleviare il dolore causato dall'osteoartrite.

I nostri studi hanno prodotto risultati positivi in ​​laboratorio. Ciò suggerisce che i composti estratti da queste piante medicinali potrebbero offrire un modo prezioso per sostenere la rigenerazione ossea e la perdita di tessuto nelle persone che hanno subito un trauma.

Come funziona

L'ingegneria dei tessuti e la medicina rigenerativa si basano su tre requisiti chiave che lavorano insieme: segnali provenienti da tessuti e organi del corpo, cellule staminali rispondenti e scaffold.

ponteggi sono materiali che lavorano con sistemi biologici per valutare, trattare, aumentare o sostituire qualsiasi tessuto o funzione del corpo come cellule staminali ossee mature, cartilagine, cellule della pelle, cellule cerebrali e neuroni.

Questi scaffold hanno lo scopo di riparare o modificare il comportamento della fase cellulare, ovvero il modo in cui le cellule reagiscono durante i processi di sviluppo come la formazione di forme. Le impalcature fungono anche da modelli, guidando lo sviluppo di nuovi tessuti mostrando loro il percorso appropriato da seguire e assicurandosi che le cellule ricevano i nutrienti di cui hanno bisogno. Ma la maggior parte dei biomateriali dell'impalcatura utilizzati in contesti clinici non spuntano tutte queste caselle.

Ecco perché i ricercatori sono alla ricerca di alternative. Ed è qui che entrano le piante medicinali.

Piante promettenti

Le piante medicinali hanno giocato a lungo un ruolo fondamentale in molte culture. Il loro ruolo nei costrutti di ingegneria dei tessuti rimane in gran parte inesplorato. Ma dato che è stato scoperto che le piante medicinali hanno un valore nella guarigione delle ferite, prodotti farmaceutici e l'invecchiamento terapeutico, è ovvio che potrebbero essere utili anche nel nostro campo.

Abbiamo condotto le nostre ricerche presso il dipartimento di scienze biomediche della Tshwane University of Technology in Sudafrica. Paese è casa a un decimo di tutte le specie di piante del mondo - questa è 25 000 specie di piante conosciute. Ci siamo concentrati su due: Eucomis autumnalis, comunemente chiamato ananas Lily, e Pterocarpus angolensiso teak selvaggio.

Il genere Eucomis autumnalis è stato usato per curare le fratture per secoli. Oggi è spesso usato come rimedio a base di erbe per il recupero postoperatorio e nella guarigione delle ferite. Pterocarpus angolensis, nel frattempo, promuove la formazione della cartilagine e regola il collagene, che è una sostanza ricca di ossa e cartilagine umane.

Abbiamo combinato queste piante con impalcature e cellule adipose suine. Abbiamo scoperto che le due piante che avevamo identificato per i test di laboratorio attivavano le cellule del corpo e miglioravano la formazione ossea. Hanno anche fatto un lavoro migliore di ponteggi quando combinato con segnali pertinenti e cellule staminali. Ed erano bravi a guarire le ferite in vitro, cioè in laboratorio.

Il nostro prossimo passo è svolgere il nostro lavoro su modelli animali e con molte altre piante medicinali con qualità simili a quelle che abbiamo usato.

La strada davanti

Questi sono risultati entusiasmanti, poiché suggeriscono che l'integrazione di piante medicinali con le proprietà pertinenti nell'ingegneria biomedica potrebbe essere un buon modo per affrontare i limiti degli attuali approcci.

Innanzitutto, l'uso di piante medicinali potrebbe ridurre i costi del trattamento perché è economico e facilmente accessibile. In secondo luogo, potrebbe garantire che i pazienti non debbano trascorrere troppo tempo in ospedale dopo una procedura a causa della sua accelerazione della formazione ossea e dell'attivazione cellulare e c'è un ulteriore vantaggio in questa linea di indagine: un boom economico per il Sudafrica.

Si prevede che raggiungerà il valore del ponteggio biomedico $1.5 miliardi di 2024. Se si scoprisse che alcune delle piante medicinali del Sudafrica supportano le tecniche di ingegneria e rigenerazione delle ossa e dei tessuti, il paese potrebbe bloccare almeno una parte del mercato globale dei biomateriali.

Informazioni sugli autori

Franca Nneka Alaribe, assegnista di ricerca post-dottorato presso il dipartimento di scienze biomediche, Tshwane University of Technology e Keolebogile Shirley Motaung, professore di ingegneria dei tessuti, Tshwane University of Technology

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.