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Personalized, bio-engineered skin grafts for the permanent treatment of skin defects

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I pazienti «a loro agio nella propria pelle» con trapianti rivoluzionari bioingegnerizzati

Oltre a provocare deturpazione e a ridurre il movimento, le cicatrici derivanti da autoinnesti di pelle possono essere molto dolorose ed estremamente debilitanti. Il progetto denovoSkin, finanziato dall’UE, ha automatizzato la produzione di pelle tramite bioingegneria per contribuire a superare questi gravi problemi.

Salute

Ogni anno nel mondo si verificano oltre 11 milioni di lesioni da ustioni, 180 000 delle quali risultano fatali. La pelle bioingegnerizzata può essere prodotta manualmente, ma con processo lungo e costoso. Negli ultimi dieci anni, il settore si è preparato ad accogliere lo sviluppo di nuovi processi e apparecchiature in questo ambito, e l’automazione è ora una realtà per quanto riguarda l’industrializzazione di prodotti tessutali artificiali.

Una nuova era per la pelle bioingegnerizzata

«Attraverso il progetto denovoSkin, a Cutiss siamo riusciti a unire i progressi in ambito ingegneristico e biologico per automatizzare questi processi manuali», spiega Vincent Ronfard, direttore dell’innovazione presso l’azienda Cutiss AG. Questo processo innovativo prevede che nuova pelle venga fatta crescere a partire dai tessuti del proprio corpo permettendo così di salvare vite, con l’obiettivo di ridurre le cicatrici nelle persone con estese lesioni della pelle e, in ultima analisi, di migliorare la qualità della vita. Alla base della terapia cellulare autologa per il trattamento delle ustioni estese vi è la moltiplicazione di cellule a partire da un piccolo pezzo di tessuto cutaneo. Il processo prevede l’amplificazione, ovvero l’espansione delle cellule del paziente di migliaia di volte, preservandone la staminalità e la qualità. Si tratta di un passaggio cruciale nel processo produttivo, in cui viene preservata la capacità delle cellule di replicarsi e differenziarsi in linee cellulari utili. Per moltiplicare le cellule, il team ha deciso di adattare la tecnologia a fibre cave sviluppata da Terumo BCT. «Siamo riusciti parzialmente ad ottenere un grande quantitativo di cellule in un breve periodo, con una qualità cellulare accettabile, per produrre la nostra pelle bioingegnerizzata», spiega Ronfard. Questo passaggio verrà integrato all’interno di processi a monte e a valle.

Risolto un problema inaspettato

All’inizio del progetto, il gruppo di ricerca intendeva sviluppare un dispositivo unico integrato per automatizzare il processo di produzione (automazione completamente integrata). Ronfard illustra l’evoluzione del sistema: «Dopo diverse sessioni di discussione critica, abbiamo compreso che questo non era l’approccio migliore. Abbiamo quindi deciso di scomporre il processo manuale, dividendolo in tre moduli: isolamento delle cellule, espansione cellulare e costruzione del tessuto». La fase II prevede la perfetta integrazione dei tre moduli e la loro attuazione tramite le buone prassi di fabbricazione (GMP, Good Manufacturing Practices). A seguito dello sviluppo, ora completato con successo, alcune dei collegamenti intermedi tra i moduli devono ancora essere ottimizzati, così come l’automazione dei comandi nel processo.

Il futuro di denovoSkin

Il mercato globale per il trattamento delle ustioni estese vale miliardi di dollari: denovoSkin™ è una soluzione unica nel suo genere che può essere ampliata. «In generale, siamo molto soddisfatti dell’esito del progetto di automazione denovoSkin. Abbiamo dimostrato che i processi di produzione di pelle tramite bioingegneria possono essere automatizzati, abbiamo generato proprietà intellettuale e competenze, e costruito due prototipi mai sviluppati prima d’ora». Swissmedic, l’Agenzia europea per i medicinali e la FDA hanno inoltre conferito a denovoSkin™ la designazione di farmaco orfano per il trattamento delle ustioni. Ronfard prosegue: «Ora abbiamo solide fondamenta per completare il programma e costruire un macchinario per l’ingegneria della pelle da utilizzare nella nostra produzione, nel rispetto delle norme GMP». Ci si attende che il lavoro di tale fase finale durerà tre anni. Ronfard conclude: «Il finanziamento dell’UE ci ha permesso di compiere importanti passi avanti per automatizzare il processo di produzione nell’ambito della terapia di ingegneria tissutale. Ulteriori finanziamenti di circa 15 milioni di euro ci permetteranno di sviluppare questa innovazione scientifica eccezionale destinata all’impianto cutaneo personalizzato e conveniente».

Parole chiave

denovoSkin, automazione, bioingegnerizzato, ustioni, impianto cutaneo, produzione di pelle, staminalità

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