Modelli cellulari 3D crioconservati e bio-stampati a vantaggio della scoperta di farmaci
L’industria utilizza modelli cellulari umani per studiare gli effetti biologici di potenziali nuovi trattamenti per le malattie dell’uomo. Tutto questo è stato in genere realizzato con linee cellulari invecchiate, che tendono a compromettere il valore predittivo dei test. In ambito clinico, la maggior parte dei farmaci candidati selezionati in questo modo ha avuto esito negativo, spesso dopo significativi investimenti finanziari. Affinché questa tecnica di analisi cellulare possa essere efficace, l’industria oggi riconosce che le cellule devono essere in grado di «ricordare» il tessuto da cui provengono. Le cosiddette cellule «primarie» funzionano meglio per questo scopo, specialmente se collocate in un ambiente 3D, simile a quello del loro tessuto di origine. Tuttavia, la realizzazione di tali modelli cellulari 3D si è dimostrata un processo tecnicamente impegnativo. La soluzione AvantiCell Science’s, sviluppata nell’ambito del progetto ANAPRINT, consisteva nell’utilizzare la bio-stampa di cellule primarie per creare modelli cellulari 3D. Questa tecnica di bio-stampa è stata sviluppata per posizionare un numero preciso di cellule, insieme alla «colla» extracellulare che le lega insieme all’interno del loro tessuto di origine, in ogni pozzetto di una piastra di coltura. L’industria utilizza tipicamente piastre contenenti 96 (12 x 8) pozzetti o 384 (24 x 6) pozzetti per test preclinici rapidi di farmaci candidati. «Questa precisione di bio-stampa, la sua compatibilità cellulare e la capacità di assemblare e posizionare i micro-tessuti cellulari in modo coerente in ogni pozzetto di coltura, creano le condizioni ideali in cui costruire una piattaforma di screening per la scoperta di farmaci», afferma il dott. Colin Wilde, coordinatore del progetto. «Plug and Play» Il team ANAPRINT ha anche scoperto che i modelli cellulari 3D potrebbero essere congelati nei propri pozzetti di coltura, e quindi scongelati e riportati alla coltura senza alcun problema. Questa combinazione di un modello cellulare 3D pre-assemblato, insieme a opzioni di crioconservazione a lungo termine, offre ai clienti una gestione delle risorse molto più efficiente, aumentando l’attrattiva della tecnologia per l’adozione a livello di settore. Ha inoltre raggiunto l’obiettivo di ANAPRINT di un processo di produzione scalabile che consenta la produzione, la conservazione e la fornitura on demand di prodotti per analisi basati su cellule 3D. Il successo è stato sottolineato dalla capacità del team di eseguire la bio-stampa di cellule epatiche e aggregati cellulari in modo coerente e di eseguire test di tossicità standard del settore utilizzando questi modelli cellulari 3D. Impatto positivo-dirompente ANAPRINT contribuisce agli sforzi per sostituire la sperimentazione animale con l’analisi basata sulle cellule umane, affrontando questioni etiche e di sostenibilità. Inoltre, le applicazioni ampliate potrebbero contenere materiali biologici altrimenti scartati (ad es. cellule immunitarie in estratti di trasfusioni di sangue). Per quanto riguarda le industrie basate sulle scienze biologiche, «Costruendo strumenti preclinici che siano più predittivi del comportamento clinico, il fallimento di due farmaci su tre candidati allo sviluppo in fase avanzata, dovrebbe essere ridotto», afferma il dott. Wilde. «Speriamo che tutto questo comporterà una riduzione dei costi di sviluppo di nuovi farmaci e dei costi per i sistemi sanitari legati alla fornitura di farmaci essenziali». È stato rilasciato un dimostratore 2D per mostrare la tecnologia di crioconservazione Cryotix™, con il lancio del prodotto finito previsto entro alcuni mesi dalla fine del progetto. Le prime vendite sono già state garantite ai ricercatori del settore e, post-progetto, si prevede che la tecnologia costituirà una quota significativa delle entrate di AvantiCell Science entro due anni attraverso accordi di licenza e contratti di appalto. I prossimi passi immediati vedranno l’applicazione più ampia di queste tecnologie alle cellule rilevanti per le principali malattie umane. La tecnica di ANAPRINT interessa anche altri settori industriali, quali alimenti, nutraceutici, farmaci complementari e materiali per dispositivi medici. Anche le applicazioni in materia di nanomedicina e test di nanotossicità ambientale sono considerate come potenziali mercati.
Parole chiave
ANAPRINT, produzione additiva, bio-stampa, modelli cellulari, 3D, farmaco, farmaceutico, crioconservazione, congelamento, tessuto, clinico
