Vasi sanguigni funzionali rivoluzionano la coltura dei tessuti umani tridimensionali
Nel corso degli anni, diversi modelli animali hanno fornito preziose informazioni biomediche sui percorsi chiave e sulle malattie umane. Tuttavia, estrapolare risultati dagli animali per arrivare alla scoperta del farmaco si è dimostrato complesso. I derivati dei tessuti umani in vitro come gli organoidi hanno ricevuto molte attenzioni come mezzo per plasmare la biologia degli organi umani. I progressi tecnologici consentono la derivazione e la coltura di tessuti 3D da cellule staminali. Un numero sempre maggiore di prove indica il loro potenziale per lo studio dello sviluppo umano, ma la mancanza di vasi sanguigni funzionali limita significativamente la ricapitolazione della fisiologia dell’organo nativo.
Piattaforma basata sulla microfluidica che supporta il tessuto vascolarizzato
Il progetto OrganoPlate Graft, finanziato dall’UE, ha cercato di superare questo ostacolo sviluppando un sistema di coltura in vitro ad alta produttività per tessuti vascolarizzati. Il prodotto finale del progetto OrganoPlate Graft, il letto vascolare OrganoReady, è una piattaforma di 64 microchip microfluidici incorporati in una normale micropiastra a 384 pozzetti. I chip microfluidici racchiudono un gel di matrice extracellulare (ECM) che facilita la formazione di nuovi vasi in seguito alla somministrazione di un cocktail di fattori angiogenici. Si crea così un letto vascolare in grado di ospitare l’innesto di tessuti 3D posizionati sopra. È importante notare che la rete microfluidica del letto vascolare OrganoReady offre una perfusione continua di fluidi in modo da imitare il flusso sanguigno naturale. Ciò consente lo scambio di nutrienti, ossigeno e metaboliti. «Il nostro prodotto offre ai ricercatori di tutto il mondo l’opportunità di aggiungere vasi sanguigni funzionali ai loro tessuti 3D», sottolinea Henriëtte Lanz, coordinatrice del progetto e direttrice dello sviluppo di modelli presso MIMETAS. Una volta collegati i tessuti ai germogli vascolari, i composti possono essere aggiunti al tessuto attraverso la rete vascolare. Ciò consente lo studio di potenziali farmaci antitumorali sul tessuto tumorale innestato, in un approccio che ricorda gli studi sugli xenotrapianti animali derivati da pazienti.
Supporto di organoidi epatici
La tecnologia Organ-on-a-chip è molto promettente nella modellizzazione del fegato umano in vitro e può essere sfruttata per comprendere il processo di rigenerazione e per la scoperta di farmaci. I ricercatori di OrganoPlate Graft hanno innestato gli organoidi e gli sferoidi epatici sul letto vascolare OrganoReady, creando una rete vascolare perfusibile. I tessuti epatici 3D hanno mantenuto la funzione epatica per tutto il periodo di co-coltura e sono stati arricchiti di strutture microvascolari. La configurazione ha addirittura permesso la modellizzazione della malattia veno occlusiva epatica in seguito all’esposizione al farmaco immunosoppressivo azatioprina.
Farmaci migliori, prodotti in modo etico, senza sperimentazione animale
Il progetto OrganoPlate Graft si è fatto carico della grande necessità insoddisfatta di migliori modelli di biologia umana, necessari sia per accelerare la ricerca di base che per sviluppare nuove soluzioni terapeutiche quanto mai richieste. L’implementazione del letto vascolare OrganoReady nella ricerca biomedica dovrebbe ridurre drasticamente la necessità di esperimenti sugli animali. Inoltre, l’uso di tessuti umani in 3D permetterà di sviluppare farmaci migliori e più etici. MIMETAS espanderà la sua tecnologia su modelli organoidi di cancro specifici per il paziente, finalizzata alla scoperta di farmaci, grazie al recente finanziamento del Fondo nazionale di crescita olandese.
Parole chiave
OrganoPlate Graft, microfluidica, vasi sanguigni, matrice extracellulare (ECM), organoide, fegato, malattia veno-occlusiva, MIMETAS, tessuti umani, immuno-oncologia, farmaci antitumorali, malattia della pelle, malattia polmonare, studi di vascolarizzazione, screening di composti
