Un modello tiroideo di nuova generazione aiuta a identificare gli interferenti endocrini
Il sistema endocrino è una rete complessa di ghiandole e organi che creano e trasportano gli ormoni nel nostro corpo e regolano vari processi fisiologici tra cui la frequenza cardiaca, il sonno, l’umore, il sistema riproduttivo e il neurosviluppo. Sempre più prove mostrano che le sostanze chimiche a cui siamo esposti da oggetti di uso quotidiano come lattine, plastica ed elettrodomestici influenzano il corretto funzionamento di questo sistema. Tali sostanze, note come interferenti endocrini, sono state collegate a una serie di condizioni, dall’obesità all’infertilità. È noto che gli interferenti endocrini interferiscono con la tiroide, un organo a forma di farfalla situato nel collo che controlla il metabolismo dell’organismo. Ma confermare un legame causale tra l’esposizione a queste sostanze e gli effetti avversi è difficile, in parte a causa della scarsa disponibilità di tessuto tiroideo umano da analizzare. Nell’ambito del progetto SCREENED(si apre in una nuova finestra), un gruppo di ricerca ha sviluppato modelli tiroidei in 3D per aiutare gli scienziati a studiare gli effetti degli interferenti endocrini sulla tiroide. I modelli includono organoidi biostampati che imitano il funzionamento delle ghiandole tiroidee reali con più precisione rispetto ai modelli di sperimentazione attuali. «Gli organoidi forniscono un modello più maturo e realistico della tiroide, perché i follicoli organoidi compromessi dagli interferenti endocrini hanno la stessa firma dei tireociti [follicoli naturali] nella tiroide nativa», spiega Lorenzo Moroni(si apre in una nuova finestra), professore di biofabbricazione presso l’Università di Maastricht(si apre in una nuova finestra) nei Paesi Bassi.
Sviluppo di nuovi modelli tiroidei
SCREENED ha sviluppato tre diversi modelli 3D in vitro, due dei quali derivati da cellule umane e uno da topi. Questi modelli sono stati poi utilizzati per esaminare l’effetto degli interferenti endocrini sulla funzione tiroidea. «I modelli sono stati testati con una batteria di interferenti endocrini, comprendente 16 sostanze chimiche a diverse concentrazioni: abbiamo scoperto che il modello organoide, e ancor più il modello biostampato, erano molto più sensibili alle concentrazioni di sostanze chimiche rispetto ai tireociti in 2D», osserva Moroni. Uno dei principali sviluppi del progetto è stata la progettazione di un bioreattore in grado di accelerare notevolmente la sperimentazione degli interferenti endocrini sui nuovi modelli. «La batteria di sistemi microfisiologici che abbiamo sviluppato è notevole, perché ci permette di eseguire più di 50 test in una sola volta», afferma Moroni. «Questo offre un importante rendimento ai sistemi di coltura cellulare 3D, che altrimenti sono difficili da scalare in termini di capacità di screening.»
I progressi dei modelli di organoide su chip
Usando il modello di tiroide biostampato, i ricercatori hanno anche potuto identificare gli interferenti endocrini a concentrazioni chimiche molto più basse rispetto ad altri sistemi di analisi, misurando punti finali come la produzione e la disregolazione dell’ormone tiroideo. L’équipe di SCREENED si augura di proseguire la ricerca e intende presentare richiesta per ulteriori finanziamenti. Il suo prossimo progetto potrebbe includere la comunicazione di altri organi con la tiroide, per valutare gli effetti dell’esposizione di altre parti del corpo a sostanze chimiche ambientali, come gli interferenti endocrini, o a farmaci con effetti collaterali che possono disturbare la tiroide.