Flessibile come un muscolo
All'University of British Columbia (UBC) di Vancouver, Canada, ricercatori hanno creato un materiale a base proteica capace di flettersi come un vero muscolo.
di Corinna Wu (TR) 23-06-10
Sono molti i gruppi di ricerca impegnati nello sviluppo di un materiale dotato di proprietà simili a quelle dei muscoli. Una delle grosse difficoltà che incontrano è ricreare la precisa elasticità del tessuto muscolare - la sua capacità di cambiare forma ed allo stesso tempo sopportare sforzi non da poco. Ora, ricercatori della University of British Columbia (UBC) di Vancouver, in Canada, hanno sintetizzato un materiale a base proteica che si stira proprio come i veri muscoli. Il nuovo materiale ottiene l'elasticità dei muscoli imitando la struttura microscopica di una proteina gigante del tessuto muscolare chiamata titina. La struttura di una titina assomiglia ad un filo di perline - globuli di sequenze ripiegate di proteine connesse da sequenze non strutturate e molli. Hongbin Li, chimico presso la UBC, e colleghi hanno costruito il nuovo materiale ad imitazione di questa struttura. Hanno scelto una sequenza di proteine meccanicamente stabile che si ripiega su se stessa a formare dei globuli, ed una seconda proteina dal nome di resilina nel ruolo di connettrice molle. Il risultato è stato una "mini- titina ", una proteina dalla struttura simile a quella di una titina, ma molto più piccola, racconta Li. I ricercatori hanno legato chimicamente tra loro lei singoli filamenti di proteina a formare un idrogel - un materiale leggero, solido per lo più composto d'acqua - per poi testare le proprietà meccaniche del materiale. La squadra ha descritto il proprio lavoro in un recente numero di Nature. Al test del materiale, Li e colleghi hanno scoperto che reagisce in maniera molto simile a quella di un tessuto muscolare. Se stirato anche lievemente, rimbalza in posizione come un elastico di gomma. Se stirato con maggiore forza, i domini di proteine in forma di fili di perline si dispiegano, per dissipare dell'energia prima di tornare al proprio stato originale. "E' un bel progresso lungo la strada dello sviluppo di un tessuto muscolare artificiale," afferma David Weitz, medico presso la Harvard University, il cui gruppo studia la struttura delle reti proteiche nei muscoli. Altri gruppi sono impegnati nella creazione di polimeri elettroattivi capaci di contrarsi quando stimolati da un impulso elettrico, di modo da avere un controllo sul 'muscolo'. Il materiale in esame non è dotato di una simile capacità, ma la sua implementazione sarebbe "il passo successivo," afferma Weitz. I muscoli artificiali potrebbero rendersi utili in futuro come scaffold per la ricrescita di muscoli in pazienti che avessero subito danni, su dispositive bio-compatibili adatti ad applicazioni mediche, persino per il controllo di robot senza fare uso di motori. Eppure, poiché le proteine tendono a perdere la propria trama alle alte temperature e in condizioni ambientali severe, non risulterebbero ideali ad una applicazione di tipo industriale.