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La prima medusa artificiale

Silicone e cellule muscolari: sono questi i due elementi fondamentali che costituiscono il medusoide, ovvero una medusa bioingegnerizzata, realizzata dai ricercatori del California Institute of Technology, che firmano in proposito un articolo sulla rivista “Nature Biotechnology”.

Presente sulla Terra da 500 milioni di anni, la medusa è probabilmente l’organismo multi-organo più antico tra quelli conosciuti. Per nuotare spingendo via l’acqua, la medusa sfrutta un muscolo la cui funzione è nei suoi principi basilari molto simile a quella del cuore umano. Questa caratteristica rende la medusa un buon sistema biologico da usare come modello nell’ingegnerizzazione dei tessuti.

E proprio dall’attenta osservazione del movimento della medusa è partito il gruppo di scienziati costituito da Kevin Kit Parker, professore di bioingegneria e fisica applicata della Harvard University, Janna Nawroth, dottorata del California Institute of Technology, e John Dabiri, professore di aeronautica e bioingegneria sempre del California Institute of Technology. Da anni i ricercatori cercano infatti di comprendere gli elementi essenziali che partecipano alla spinta, quali la disposizione dei muscoli, la contrazione del corpo e gli effetti fluidodinamici che rendono funzionale il movimento nell’acqua.

Il medusoide, alter ego bioingegnerizzato della medusa

Immagine del medusoide che nuota in acqua con salinità simile a quella del mare

Il primo passo per la realizzazione pratica di un organismo bioingegnerizzato ha riguardato il test di diversi materiali in grado di imitare il corpo elastico della medusa. Dopo ripetute prove la scelta è caduta sul silicone, materiale che costituisce una sottile membrana con otto tentacoli.

Sulla membrana è stato poi “disegnato”, con l’aiuto di proteine, uno schema simile a quello che si osserva nelle meduse e che è servito da riferimento per la crescita di cellule di tessuto muscolare di ratto. In questo modo, le cellule si sono organizzate in uno schema coerente in grado di contrarsi, in risposta a una tensione elettrica oscillante, e a produrre un movimento dell’acqua simile a quella della medusa: non solo per la spinta ma anche per creare le correnti adatte al nutrimento dell’organismo.

“Siamo rimasti sorpresi nel riuscire a riprodurre un comportamento di movimento e di nutrizione complesso con un numero relativamente limitato di componenti, una base di silicone e alcune cellule animali", ha sottolineato Dabiri.

Il prossimo obiettivo sarà realizzare un organismo bioingegnerizzato in grado anche di percepire gli stimoli dell’ambiente esterno e i propri segnali interni per riuscire, per esempio, ad alimentarsi in modo autonomo.

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