Organi minuscoli e semplificati coltivati in un laboratorio, noti come organelli, potrebbero potenzialmente rendere la ricerca e lo sviluppo di farmaci un processo molto più veloce.
Gli scienziati sono riusciti a creare un “corpo umano su un chip”, costituito da diversi tessuti viventi su scala microscopica.
È stato definito il modello di laboratorio più avanzato del corpo umano e può rivelarsi inestimabile nello sviluppo di nuovi farmaci prima che vengano utilizzati in persone reali.
Piccoli organelli – circa un milionesimo delle dimensioni delle loro controparti nella vita reale – sono essenzialmente un banco di prova per i ricercatori che cercano di sviluppare farmaci e combattere le malattie. Questo è l'ultimo passo di una lunga serie di progressi nella capacità di riprodurre in laboratorio modelli minuti di parti del corpo umano.
Modelli simili di organelli interconnessi sono già stati utilizzati per riprodurre fedelmente i risultati di farmaci troppo tossici per rimanere sul mercato; il metodo può rivelare problemi non riscontrati in test effettuati su animali o cellule coltivate in piastre di Petri.
La nuova versione più grande introduce più modelli di organi, aumentando le possibilità di contrarre effetti collaterali pericolosi.
“La creazione di organi umani microscopici per i test antidroga è un'estensione logica del nostro lavoro per creare organi a misura d'uomo”, afferma il medico scienziato Thomas Schupe del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM).
“Molte delle stesse tecnologie che abbiamo sviluppato a livello umano, compreso l'ambiente molto naturale in cui vivono le cellule, hanno anche prodotto risultati eccellenti quando vengono compresse a livello microscopico”.
Schupe e i suoi colleghi hanno utilizzato ciò che descrivono come una “cassetta degli attrezzi biotecnologica” per creare organi in miniatura che includono il cervello umano, il cuore, il fegato, i polmoni, la vascolarizzazione e il colon.
Ogni organoide è nato come un minuscolo campione di cellule di tessuto umano e cellule staminali, che sono poi cresciute in piccoli organi. Imitano molte delle funzioni dell'organo reale che copiano e possono includere cellule dei vasi sanguigni, cellule immunitarie e fibroblasti del tessuto connettivo.
Una mezza dozzina di organi rimpiccioliti sono stati riuniti in stretta vicinanza per rappresentare un corpo umano semplificato, consentendo ai ricercatori di vedere come le diverse parti della nostra anatomia potrebbero reagire in combinazione quando vengono applicati determinati farmaci. Questa intuizione può essere preziosa.
“Sapevamo di dover includere tutti i principali tipi di cellule presenti nell'organo originale”, afferma l'ingegnere biomeccanico Alex Scardahl della Ohio State University. “Per simulare le diverse risposte del corpo ai composti tossici, dovevamo includere tutti i tipi di cellule che attivano quelle reazioni”.
Gli organelli sviluppati dal team possono dare vita a test precedentemente eseguiti su campioni di tessuto 2D, fornendo agli esperti una visione più completa e realistica degli effetti che un particolare farmaco può avere.
Con solo 1 su 5.000 farmaci che entrano nel mercato da studi preclinici che entrano nel mercato, il processo di sviluppo del farmaco ha un grande potenziale per migliorare l'efficacia e la sicurezza.
Potremmo ottenere nuovi farmaci più velocemente, meno costosi e senza molta (o nessuna) necessità di test sugli animali se venissero sviluppate simulazioni umane realistiche basate su organoidi.
“La capacità più importante del sistema tissutale umano è la capacità di determinare se un farmaco è tossico per l'uomo in una fase molto precoce di sviluppo e il suo potenziale utilizzo nella medicina personalizzata”, afferma l'urologo Anthony Atala di WFIRM.
“Evitare farmaci problematici nelle prime fasi dello sviluppo o del trattamento può letteralmente risparmiare miliardi di dollari e potenzialmente salvare vite umane”.
Lo studio è stato pubblicato su Biofabrication.
