Applicare la stampa 3D dei tessuti al trattamento delle malattie epatiche
Le malattie epatiche, che ogni anno causano 2 milioni di decessi a livello globale, rappresentano una sfida significativa per i servizi sanitari. Il trattamento dipende dal tipo di malattia epatica del paziente, ad esempio epatite o cirrosi, e dalla gravità della condizione. «Il trattamento potrebbe iniziare con modifiche dello stile di vita, come la riduzione del consumo di alcol o l’adozione di cambiamenti nella dieta», spiega Gilles Weder, coordinatore del progetto ORGANTRANS, di CSEM in Svizzera. Per le malattie epatiche in fase terminale, tuttavia, l’unica soluzione è spesso il trapianto. Attualmente viene soddisfatto solo il 10 % del fabbisogno mondiale di trapianti.
Dall’approvvigionamento di cellule all’ingegneria dei tessuti
Il progetto ORGANTRANS, finanziato dall’UE, ha cercato di rispondere a questa esigenza clinica con una piattaforma di stampa di tessuto 3D. Tale piattaforma è costituita da blocchi tecnologici chiave, che vanno dall’approvvigionamento di cellule all’ingegneria dei tessuti. Una volta combinati, questi blocchi potrebbero consentire agli scienziati di far crescere nuovi tessuti funzionali. Questi tessuti verrebbero poi innestati nel fegato, evitando così la necessità di un trapianto d’organo completo. «Il nostro paziente target sarebbe una persona con una malattia epatica cronica, ma che ha un tessuto sano residuo da cui possiamo estrarre le cellule di cui abbiamo bisogno», aggiunge Weder. Il primo passo di questo processo è stato quello di identificare ed estrarre le cellule staminali adulte sane dal fegato del paziente. Queste cellule sono state poi coltivate in organoidi, ossia versioni miniaturizzate e semplificate del tessuto epatico. Questi organoidi, delle dimensioni di qualche centinaio di micrometri, sono stati assemblati e poi selezionati in termini di qualità e vitalità. La biostampa tridimensionale utilizza tecniche simili alla stampa 3D per combinare questi organoidi e biomateriali, al fine di fabbricare tessuti biologici. Un importante passo finale è stato lo sviluppo di vasi sanguigni intorno al tessuto epatico cresciuto, per apportare ossigeno e sostanze nutritive.
Possibilità di combinare i blocchi tecnologici
ORGANTRANS ha ottenuto un successo a due livelli. In primo luogo, il team del progetto ha dimostrato la possibilità di combinare questi singoli elementi e processi per creare innesti di fegato vitali. «Siamo riusciti ad assemblare queste tecnologie e a sviluppare un flusso di lavoro specifico», spiega Weder. Saranno ora necessari ulteriori sviluppi e test clinici prima che questa innovazione possa essere introdotta in ambito clinico e possa iniziare ad aiutare i pazienti affetti da malattie epatiche in fase terminale. Nel frattempo, il progetto è riuscito a stabilire diversi blocchi di costruzione come prodotti autonomi validi, con un potenziale in altri campi correlati. Lo smistamento degli organoidi, ad esempio, potrebbe essere utilizzato per la sperimentazione di farmaci e la modellazione di malattie. La tecnologia di biostampa ha anche un potenziale commerciale. «Se si può stampare il tessuto epatico, forse si può stampare anche del tessuto cutaneo», osserva Weder. Diversi partner del progetto stanno ora cercando di portare queste tecnologie sul mercato.
Competenza europea nell’ingegneria tissutale
Il progetto ORGANTRANS ha contribuito a costruire un’esperienza europea nell’ingegneria dei tessuti e ha stabilito che gli innesti di fegato sono una terapia praticabile in futuro. Per far sì che ciò diventi realtà, è necessario colmare il divario tra la ricerca di laboratorio e la commercializzazione. Ciò richiederà il coinvolgimento dell’industria farmaceutica e ulteriori finanziamenti per la ricerca. «Una questione importante è la scalabilità», spiega Weder. «In questo progetto siamo riusciti a costruire un cubo di un centimetro di tessuto epatico. Il fegato è un organo di grandi dimensioni, quindi avremo bisogno di più materiali e di più organoidi per realizzare innesti di fegato di successo.» Weder e il suo team sperano di affrontare questo problema come prossimo passo e intendono presentare una proposta l’anno prossimo per un progetto sulla bio-stampa di cellule viventi per la medicina rigenerativa.
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