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Importanti progressi nel settore degli impianti cardiaci ottenuti con la bioingegneria

L’ingegneria tissutale (IT) e la medicina rigenerativa (MR) saranno al centro della cardiochirurgia in futuro. Un’iniziativa dell’UE ha creato una piattaforma di competenze per fornire formazione di prim’ordine ai ricercatori al fine di sviluppare impianti cardiovascolari ottenuti con la bioingegneria.
Importanti progressi nel settore degli impianti cardiaci ottenuti con la bioingegneria
L’Europa ha carenza di scienziati in possesso della formazione necessaria per i settori in rapida crescita dell’ingegneria tissutale e della medicina rigenerativa. Il progetto TECAS (Towards tissue engineering solutions for cardiovascular surgery), finanziato dall’UE, ha sviluppato un programma di formazione multidisciplinare e intersettoriale per i ricercatori nella fase iniziale della loro carriera (early stage researcher, ESR).

Riparazione e sostituzione di un cuore rotto

Sotiris Korossis, coordinatore del progetto, spiega: “TECAS-ITN ha strutturato un corso di formazione dottorale in IT cardiovascolare a livello europeo creando un’infrastruttura di ricerca e formazione per tutta l’Europa, che potenzia ulteriormente la competitività nel campo di IT e RM”. Il team della rete per la formazione iniziale (Initial Training Network, ITN) si è concentrato sulla sostituzione/riparazione della valvola cardiaca, la ricostruzione del miocardio (tessuto muscolare cardiaco) e l’angioplastica con patch per riparare grandi vasi sanguigni.

I ricercatori hanno usato tessuti biologici che erano stati trattati per rimuoverne le cellule, al fine di produrre scaffold acellulari non immunogene che non avrebbero provocato una riposta immunitaria sull’impianto. Queste strutture possono essere impiantate direttamente sul paziente o riseminate con le cellule del paziente e addestrate in laboratorio sotto stimoli fisici rilevanti dal punto di vista fisiologico per acquistare una completa funzionalità biologica e biochimica prima dell’impianto.

Il successo del progetto si riflette nel numero di sviluppi per lo sfruttamento commerciale, pronti da portare nella pratica clinica. “Nello specifico, l’infrastruttura ha permesso la rapida traduzione di un metodo di riconoscimento del modello semi-automatico per la valutazione istopatologica di immagini nella Facoltà di Medicina di Hannover. Inoltre la sterilizzazione sviluppata e le metodologie di preservazione per strutture valvolari decellularizzate sono attualmente usate da Corlife oHG nella produzione,” sottolinea Korossis.

A breve negli ospedali

La ricerca di TECAS-ITN ha generato una serie di tecnologie dirompenti che sono destinate ad avere un impatto significativo nel campo della medicina. Particolarmente degni di nota sono i bioreattori di flusso per la valutazione funzionale delle strutture valvolari per determinare l’affaticamento a lungo termine e la calcificazione e gli scaffold per l’innesto cardiovascolare. “Questo – spiega Korossis – insieme a un metodo non distruttivo per il controllo di qualità dei costrutti di ingegneria tessutale seminati, dovrebbe semplificare lo sviluppo e il monitoraggio della qualità delle strutture per un uso clinico sicuro, riducendo significativamente il bisogno di test sugli animali.”

Le tre nuove valvole e l’innesto miocardico vivo sviluppati nell’ambito del progetto dovrebbero facilitare la rimodellazione e rigenerazione del tessuto, riducendo il bisogno di costosi interventi di revisione. Ma soprattutto il bioreattore di calcificazione e l’innesto permettono di monitorare la calcificazione e l’infarto del miocardio rispettivamente mentre si possono studiare nuove terapie in vitro per questi disturbi.

La ricerca di TECAS-ITN ha prodotto cinque tecnologie brevettabili, tra cui un sistema di calcificazione in vitro, un trattamento anticalcificazione per scaffold, una valvola cardiaca percutanea pericardica decellularizzata e il metodo di riconscimento del modello per il controllo della qualità dei costrutti realizzati con l’ingegneria tessutale. Enfatizzando il potenziale commerciale, Korossis sottolinea che “le aziende esterne hanno espresso interesse per lo sfruttamento di tutte e cinque le tecnologie, che saranno commercializzate una volta ottenuti i relativi brevetti.”

Spargere la voce sulla tecnologia TECAS

L’ampia divulgazione comprende 19 articoli in riviste sottoposte a revisione paritaria e altri 19 in preparazione. Inoltre, un totale di 47 presentazioni su palco e con diapositive sono state fatte dai ricercatori in occasione di importanti conferenze. I ricercatori della ITN hanno pubblicato anche sei Wiki articoli.

Il consorzio TECAS ha organizzato otto simposi di ingegneria tessutale cardiovascolari in occasione di importanti conferenze, dove i ricercatori hanno organizzato e partecipato a sette fiere scientifiche con esposizioni, workshop e lezioni. Si sono tenute cinque scuole estive per alunni delle scuole secondarie e insegnanti, che continueranno a funzionare ogni anno. La rete dell’istruzione è stata ampliata a workshop nella scuola primaria e sono stati tenuti seminari per informare i pazienti sui nuovi progressi nell’ingegneria tessutale della valvola cardiaca.

Korossis riassume l’importanza di TECAS: “In generale TECAS-ITN ha creato una serie di tecnologie che produrranno benefici clinici e commerciali significativi e diretti per molte diverse parti interessate, tra cui le comunità accademiche e della chirurgia cardiotoracica. Saranno i pazienti a trarre maggiore beneficio perché riceveranno impianti più sicuri con potenzialità personalizzate, il che ridurrà l’esigenza di interventi chirurgici di revisione.”

Argomenti

Life Sciences

Keywords

TE, valvole cardiache, cardiochirurgia, UE, TECAS, ESR