Koolstofnanobuisjes die dankzij een speciale chemische behandeling de gewenste vormen kunnen aannemen, crosslinking genoemd en, tegelijkertijd, in staat om te functioneren als substraat voor de groei van zenuwcellen, hun groei en activiteit nauwkeurig af te stemmen. Het onderzoek dat zojuist is gepubliceerd in ACS Nano , het prestigieuze internationale wetenschappelijke tijdschrift, is een nieuwe en belangrijke stap in de richting van de constructie van neuronale regeneratieve interfaces om spinale verwondingen te herstellen. De studie is de nieuwe prestatie van een langdurige en, in termen van resultaten, succesvolle samenwerking tussen de wetenschappers Laura Ballerini van SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati), Triëst, en Maurizio Prato van de Universiteit van Triëst. Het werkteam is ook bijgestaan ​​door CIC biomaGUNE uit San Sebastián, Spanje.

Zelfstaande nanobuisjes

De koolstofnanobuisjes die in het onderzoek zijn gebruikt, zijn gemodificeerd door geschikte chemische behandelingen:"Al vele jaren, in onze laboratoria hebben we gewerkt aan de chemische reactiviteit van koolstofnanobuisjes, een fascinerend maar zeer moeilijk materiaal om te bewerken. Dankzij onze ervaring, we hebben ze verknoopt of, om het duidelijker te zeggen, we hebben de nanobuisjes behandeld zodat ze zich dankzij specifieke chemische reacties aan elkaar konden koppelen. We hebben ontdekt dat deze procedure het materiaal zeer interessante eigenschappen geeft. Bijvoorbeeld, het materiaal organiseert zich stabiel volgens een precieze vorm, we kiezen:een weefsel waarin zenuwcellen moeten worden geplant, bijvoorbeeld. Of rond sommige elektroden", legt professor Prato uit. "We weten uit eerder onderzoek dat zenuwcellen goed groeien op koolstofnanobuizen, zodat ze kunnen worden gebruikt als een oppervlak om hybride apparaten te bouwen om zenuwweefsel te regenereren. Het was noodzakelijk om ervoor te zorgen dat deze chemische modificatie dit proces niet in gevaar bracht en om te onderzoeken of de interactie met neuronen was veranderd."

Naar biosynthetische hybriden

Professor Ballerini vervolgt:"We hebben ontdekt dat het chemische proces belangrijke effecten heeft, omdat we door deze behandeling de activiteit van neuronen kunnen moduleren, in termen van groei, hechting en overleving. Deze materialen kunnen ook de communicatie tussen neuronen reguleren. We kunnen zeggen dat het tapijt van verknoopte koolstofnanobuisjes een intense en constructieve interactie aangaat met de zenuwcellen." Deze interactie hangt af van de mate waarin de verschillende koolstofnanobuisjes met elkaar verbonden zijn, of liever verknoopt. Hoe lager het linknummer tussen de nanobuisjes, hoe hoger de activiteit van neuronen die op hun oppervlak groeien. Door de chemische controle van hun eigenschappen, en van de onderlinge verbanden, het is mogelijk om de respons van de neuronen te reguleren. Ballerini en Prato leggen uit:"Dit is een intrigerend resultaat dat voortkomt uit de belangrijke en vruchtbare samenwerking tussen onze onderzoeksgroepen met geavanceerd onderzoek in de chemie, nanowetenschap en neurobiologie. Deze studie biedt een verdere stap in het ontwerp van toekomstige biosynthetische hybriden om beschadigde zenuwweefselfuncties te herstellen."