Midollo osseo sintetico a base di seta è in grado di generare piastrine
La trasfusione di piastrine è una procedura fondamentale per i pazienti che non sono in grado di produrne una quantità sufficiente autonomamente, spesso a causa di leucemia, trattamenti antitumorali o malattie virali. Tuttavia, la disponibilità di piastrine provenienti da donatori non è in grado di soddisfare l’attuale domanda, che cresce di circa il 10 % all’anno. Una nuova strada promettente per aumentare l’offerta è rappresentata dai sistemi di produzione di piastrine ex vivo. Oltre a garantire una disponibilità scalabile, la coltivazione delle piastrine al di fuori del corpo offre una compatibilità universale che consente di evitare reazioni immunitarie avverse e riduce il rischio di infezioni incrociate. Il progetto SilkPlatelet(si apre in una nuova finestra), finanziato dal Consiglio europeo per l’innovazione(si apre in una nuova finestra), ha sviluppato un nuovo sistema di produzione ex vivo di piastrine basato sulla fibroina di seta, una fibra proteica naturale estratta dai bozzoli dei bachi da seta allevati. Il sistema utilizza un bioreattore per riprodurre il processo naturale di produzione del midollo osseo, differenziando le cellule staminali in precursori dei megacariociti, le cellule del midollo osseo che producono le piastrine. L’obiettivo generale è quello di sviluppare una soluzione per la produzione e la trasfusione di piastrine su larga scala. «La differenza tra il nostro approccio e quello di altri sta nel fatto che non abbiamo adattato la tecnologia alla produzione di sangue, ma abbiamo fatto il contrario: siamo partiti dalla produzione di sangue e poi abbiamo sviluppato la tecnologia», afferma Alessandra Balduini, docente presso il Dipartimento di Medicina Molecolare dell’Università di Pavia(si apre in una nuova finestra), in Italia, e coordinatrice del progetto SilkPlatelet. «È un approccio unico nel suo genere.»
Modelli di midollo osseo a base di seta migliorati
Il sistema funziona ingannando i megacariociti coltivati in laboratorio, facendogli credere di trovarsi all’interno di un corpo umano e inducendoli a produrre piastrine su richiesta. È costituito da midollo osseo ingegnerizzato a partire dalla fibroina di seta, che riproduce fedelmente la struttura spugnosa, la composizione e le proprietà meccaniche del midollo osseo naturale. Questi modelli di midollo osseo a base di seta possono quindi produrre piastrine su larga scala. Attraverso il progetto SilkPlatelet, il consorzio di ricerca ha ottimizzato la piattaforma di produzione delle piastrine, migliorando i modelli in seta per riprodurre più fedelmente l’ambiente del midollo osseo umano e potenziando il sistema in vista di una produzione su larga scala, contribuendo così al raggiungimento dell’obiettivo della strategia EU4Health(si apre in una nuova finestra) di garantire un maggiore accesso a trattamenti salvavita. I membri del consorzio, guidato da Hana Raslova dell’Institut Gustave Roussy(si apre in una nuova finestra) di Parigi, in Francia, hanno inoltre lavorato per migliorare la resa, la funzionalità e la purezza della produzione di piastrine, ottimizzando la piattaforma per generare un numero maggiore di piastrine funzionali. Parallelamente, tutti i prodotti cellulari sono stati sottoposti a un controllo di qualità approfondito per garantirne l’identità, la purezza, la funzionalità e la sicurezza prima delle applicazioni a valle. Ida Biunno e il suo team presso ISENET Biobanking(si apre in una nuova finestra) in Italia hanno inoltre contribuito sostenendo la creazione, la caratterizzazione e la valutazione della qualità delle linee di cellule staminali pluripotenti indotte utilizzate nel corso dell’intero progetto, garantendo la solidità e la riproducibilità del processo di produzione.
Un modello flessibile per lo studio delle malattie
La prova di concetto ha dimostrato che le cellule ex vivo non solo sono funzionali, ma anche sufficientemente flessibili da comportarsi come se facessero parte del corpo umano, replicando persino gli effetti delle malattie legate alle piastrine; ciò consente di utilizzare la piattaforma per facilitare la ricerca futura. «Siamo anche riusciti a riprodurre la complessità del midollo osseo utilizzando un maggior numero di cellule, non solo i progenitori, e a dimostrare l’impatto delle diverse cellule del midollo osseo sulla produzione del sangue», spiega Balduini. Balduini e il suo team stanno continuando a perfezionare e migliorare il sistema, individuando nuove applicazioni e potenziando il bioreattore. «Per quanto riguarda la seta, stiamo facendo molto: stiamo davvero cercando di capire quale impatto abbia la seta sul sistema e cosa possiamo migliorare», aggiunge Balduini.