La stampa 3D non è un’invenzione umana. È una rivelazione spiazzante quella che emerge dallo studio pubblicato su Nature Communications da un team guidato da Florian Raible: i vermi marini Platynereis dumerilii producono chitina naturale per costruire le loro setole strato dopo strato, proprio come farebbe una stampante 3D. Un processo elegante e precisissimo, con dettagli nell’ordine dei micrometri. Questa scoperta non solo getta nuova luce su una specie considerata un “fossile vivente”, ma apre scenari affascinanti per lo sviluppo di nuovi biomateriali e applicazioni mediche.
Pezzo su pezzo
Mi affascina come la natura abbia sviluppato metodi di produzione così sofisticati, milioni di anni prima che noi umani li “inventassimo”. Le cellule specializzate dei vermi sono le vere protagoniste di questo processo. Producono chitina naturale attraverso strutture superficiali allungate dette microvilli, che funzionano in modo sorprendentemente simile agli ugelli di una stampante 3D.
“Il processo inizia con la punta della setola, seguito dalla sezione centrale, e infine dalla base. Le parti finite vengono spinte sempre più fuori dal corpo. In questo processo di sviluppo, le importanti unità funzionali vengono create una dopo l’altra, pezzo per pezzo”, ha spiegato Raible.
La precisione di questo meccanismo biologico è incredibile: i microvilli cambiano forma e numero nel tempo, scolpendo con esattezza strutture geometriche complesse, come i singoli denti sulla punta della setola, con precisione submicrometrica.
La chitina naturale: versatile e adattabile
Un altro aspetto straordinario della chitina naturale prodotta da questi anellidi marini è la sua versatilità. In soli due giorni, queste strutture passano dalla formazione iniziale alla completa maturità, pronte ad assistere il verme nella sua vita acquatica. Le setole, inoltre, possono assumere forme e lunghezze diverse a seconda delle esigenze del verme e delle condizioni ambientali. Possono diventare più corte o più lunghe, più appuntite o più piatte, adattandosi perfettamente al contesto in cui l’organismo si trova a vivere.
Per comprendere questo affascinante processo biologico, i ricercatori hanno dovuto ricorrere a tecniche di imaging all’avanguardia. Hanno creato modelli 3D dettagliati utilizzando la microscopia elettronica a scansione a blocchi seriali, ottenendo una visione senza precedenti di questo processo biologico. Il cambiamento preciso nel numero e nella forma di questi microvilli nel tempo è quindi la chiave per modellare le strutture geometriche delle singole setole, con una precisione sorprendente.
Applicazioni future della chitina naturale
Questa scoperta non è solo interessante dal punto di vista biologico, ma potrebbe avere importanti implicazioni pratiche. La comprensione di questo processo biologico potrebbe portare allo sviluppo di nuovi prodotti medici e materiali naturalmente degradabili.
La chitina dei calamari, ad esempio, viene già utilizzata come “materia prima per la produzione di medicazioni per ferite particolarmente ben tollerate”. Chissà quali altre applicazioni potrebbero emergere dalla comprensione approfondita di questi processi naturali di formazione della chitina naturale. Ancora una voltra, Maestra Biomimetica, ci inchiniamo a te.
