Un team di scienziati della Columbia University ha creato una serie di mini-organi umani che interagiscono su un chip, un «grande risultato» che potrebbe aiutare a testare farmaci salvavita per malattie gravi come il cancro. La professoressa Gordana Vunjak-Novakovic e il suo gruppo sono stati in grado di creare le versioni microscopiche – misurano circa un millimetro ciascuno – di un «cuore umano, ossa, fegato e pelle ingegnerizzati che sono collegati dal flusso vascolare con le cellule immunitarie circolanti» su un dispositivo delle dimensioni di un vetrino da microscopio. Gli organi sul chip sono sia geneticamente che fisicamente collegati da un flusso di cellule immunitarie che circola tra di loro, il che significa che possono imitare il modo in cui funziona il vero corpo umano.
Il chip ha le dimensioni di un vetrino da microscopio e consente la coltura di un massimo di quattro tessuti umani ingegnerizzati, la cui posizione e numero possono essere adattati in base alla richiesta. I tessuti sono collegati dal flusso vascolare, ma la presenza di una barriera endoteliale selettivamente permeabile mantiene la loro nicchia tessuto-specifica. Credito fotografico: Kacey Ronaldson-Bouchard/Columbia Engineering
Nel loro studio, i ricercatori hanno coltivato fegato, cuore, ossa e pelle, collegati dal flusso vascolare per quattro settimane. Questi tessuti possono essere generati da una singola cellula staminale pluripotente indotta dall’uomo, generando un chip specifico per il paziente, un ottimo modello per studi individualizzati sulle malattie umane e test farmacologici. Credito fotografico: Keith Yeager/Columbia Engineering
«I tessuti ingegnerizzati possono essere utilizzati per modellare la fisiopatologia umana e testare l’efficacia e la sicurezza dei farmaci», si legge nella cover story dedicata all’esperimento pubblicata su Nature Biomedical Engineering. «Tuttavia, per modellare la fisiologia dell’intero corpo e le malattie sistemiche, i tessuti ingegnerizzati con fenotipi conservati devono comunicare fisiologicamente. Qui riportiamo lo sviluppo e l’applicabilità di un sistema di chip di tessuto in cui le nicchie di tessuto cardiaco, fegato, ossa e pelle umana maturate sono collegate dal flusso vascolare ricircolante per consentire la ricapitolazione delle funzioni degli organi interdipendenti. Ciascun tessuto viene coltivato nel proprio ambiente ottimizzato ed è separato dal flusso vascolare comune da una barriera endoteliale selettivamente permeabile. I tessuti interconnessi hanno mantenuto i loro fenotipi molecolari, strutturali e funzionali per 4 settimane di coltura».
I ricercatori affermano che gli organi coltivati potrebbero presto essere utilizzati per testare come il corpo del singolo paziente risponderà alle varie terapie farmacologiche, così i medici possono essere sicuri che stanno fornendo il trattamento più personalizzato ed efficace per ciascun paziente. I potenziali usi nella ricerca e nella prognosi spaziano ampiamente in una varietà di malattie sistemiche, tra cui cancro e Covid-19, aree che il team della Columbia University continua a studiare, oltre a sviluppare un chip standardizzato e di facile utilizzo in modo che più medici e scienziati possibili possano utilizzare lo strumento.
