Scoperti i meccanismi alla base della formazione delle rughe

AGI - Scoperti i meccanismi alla base della formazione delle rughe. A farlo un gruppo di ricerca guidato da Dong Sung Kim, da Anna Lee e da Jaeseung Youn, del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del Postech, che hanno ricreato con successo la struttura delle rughe nei tessuti biologici in vitro. I risultati sono stati pubblicati il 19 agosto sulla rivista internazionale 'Nature Communications'.

Sebbene le rughe siano spesso associate all'invecchiamento della pelle, anche molti organi e tessuti, tra cui il cervello, lo stomaco e l'intestino, presentano modelli di rughe distinti. Queste strutture svolgono un ruolo chiave nella regolazione degli stati e della differenziazione cellulare, contribuendo alle funzioni fisiologiche di ciascun organo. Capire come i tessuti biologici si piegano e formano le rughe è fondamentale per comprendere la complessità degli organismi viventi al di là degli aspetti estetici. Questa conoscenza può essere fondamentale per far progredire la ricerca in aree come l'invecchiamento della pelle, le terapie rigenerative e l'embriologia.

Nonostante l'importanza delle strutture biologiche delle rughe, gran parte della ricerca in quest'area si è basata su modelli animali, come moscerini della frutta, topi e polli, a causa delle limitazioni nel replicare la formazione delle rughe in vitro. Di conseguenza, i processi dettagliati alla base della formazione delle rughe nei tessuti viventi rimangono in gran parte sconosciuti. La squadra di scienziati di Dong Sung Kim ha affrontato questa limitazione sviluppando un modello di tessuto epiteliale composto esclusivamente da cellule epiteliali umane e matrice extracellulare (Ecm).

Combinando questo modello con un dispositivo in grado di applicare forze di compressione precise, è stato possibile ricreare e osservare in vitro le strutture delle rughe tipicamente presenti nell'intestino, nella pelle e in altri tessuti in vivo. Questa scoperta ha permesso di replicare per la prima volta sia la deformazione gerarchica di una singola ruga profonda causata da una forte forza di compressione, sia la formazione di numerose piccole rughe sotto una compressione più leggera. Il gruppo di ricerca ha anche scoperto che fattori come la struttura porosa della Ecm sottostante, la disidratazione e la forza di compressione applicata allo strato epiteliale sono cruciali per il processo di formazione delle rughe.

Gli esperimenti hanno rivelato che le forze di compressione che deformano lo strato di cellule epiteliali causano instabilità meccanica all'interno dello strato di Ecm, con la conseguente formazione di rughe. Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che la disidratazione dello strato di Ecm è un fattore chiave nel processo di formazione delle rughe. Queste osservazioni rispecchiano da vicino gli effetti osservati nell'invecchiamento della pelle, dove la disidratazione dello strato di tessuto sottostante porta allo sviluppo delle rughe, fornendo un modello meccanobiologico per la comprensione della formazione delle rughe. "Abbiamo sviluppato una piattaforma in grado di replicare varie strutture di rughe nei tessuti viventi senza la necessità di test sugli animali - ha detto Kim - questa piattaforma consente l'imaging in tempo reale e l'osservazione dettagliata della formazione delle rughe a livello cellulare e tissutale, processi difficili da catturare nei modelli animali tradizionali. Ha un'ampia gamma di applicazioni in campi come l'embriologia, l'ingegneria biomedica, la cosmetica e altri ancora".