Politecnico di Milano: scoperto il meccanismo di resistenza dei tessuti molli umani

Una scoperta innovativa sui tessuti epiteliali

Milano – Un team di ricercatori, tra cui scienziati del Politecnico di Milano, ha svelato i meccanismi che permettono ai tessuti molli dell’uomo, come la pelle, i polmoni e l’intestino, di resistere a stress e deformazioni senza rompersi. La chiave di questa resistenza risiede nei filamenti di cheratina. Si tratta di una rete proteica che irrigidisce i tessuti quando sono sottoposti a tensione, evitando rotture anche in condizioni fisiologiche estreme.

Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Materials, ha coinvolto una collaborazione tra University College London (UCL), University of Cambridge e il Politecnico di Milano. Il progetto, guidato dai Professori Guillaume Charras (UCL) e Alexandre Kabla (Cambridge), ha aperto nuovi orizzonti nella comprensione del comportamento dei tessuti molli e nel design di nuove terapie mediche.

I monostrati epiteliali e la loro resistenza

I monostrati epiteliali, che sono composti da una singola cellula, rivestono gran parte delle strutture interne del corpo umano, come organi e cavità. Questi tessuti sono costantemente sottoposti a stress, come l’allungamento della pelle o l’espansione dei polmoni durante la respirazione. La resistenza di questi tessuti è stata attribuita alla cheratina, che connette le cellule tra loro formando una rete che si irrigidisce sotto tensione. Questa struttura impedisce la rottura dei tessuti, mantenendo la loro integrità anche durante deformazioni estreme.

I risultati chiave dello studio

Lo studio ha rivelato che i monostrati epiteliali possono essere allungati fino a nove volte la loro lunghezza iniziale senza rompersi. Tuttavia, questa capacità di deformarsi dipende dalla velocità di estensione: i tessuti possono allungarsi maggiormente quando sono allungati lentamente, mentre una deformazione rapida può causare la rottura. Il team di ricerca ha utilizzato una combinazione di esperimenti avanzati e modelli computazionali per osservare e predire il comportamento di questi tessuti.

Il ruolo cruciale della cheratina

I ricercatori hanno scoperto che la cheratina gioca un ruolo fondamentale nel mantenimento dell’integrità dei tessuti. Quando questa rete proteica viene compromessa, i tessuti perdono la capacità di resistere alle deformazioni, evidenziando la sua importanza nella protezione dei tessuti contro le rotture. Lo studio ha dimostrato che la resistenza alla rottura dipende anche dalla velocità con cui i monostrati vengono estesi, un aspetto cruciale per comprendere come si comportano i tessuti sotto stress.

Implicazioni future e applicazioni cliniche

Questa ricerca multidisciplinare, che combina biologia, fisica e ingegneria, rappresenta un passo significativo verso la comprensione di come i tessuti umani rispondano allo stress e alle deformazioni. I risultati potrebbero avere importanti implicazioni cliniche, migliorando la nostra capacità di affrontare e trattare le malattie legate ai tessuti molli, come le lesioni cutanee o le malattie respiratorie.

Lo studio completo è disponibile sulla rivista Nature Materials (leggi lo studio) e porta il nome degli autori Julia Duque, Alessandra Bonfanti, Alexandre J. Kabla e Guillaume Charras.

Un contributo significativo del Politecnico di Milano

Il Politecnico di Milano ha giocato un ruolo fondamentale in questa scoperta, con il contributo della Dott.ssa Alessandra Bonfanti, ricercatrice del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, coautrice dello studio. Il coinvolgimento del Politecnico rappresenta un esempio di come l’ingegneria possa integrarsi con altre discipline per ottenere risultati innovativi nella biomeccanica e nella medicina.