I chip multi-organo rivoluzioneranno il mondo medico radicalmente. Hanno lo scopo di testare i farmaci attraverso un modello in miniatura del corpo umano.
Ancora una volta i ricercatori americani hanno creato un oggetto sorprendente che velocizzerà molte procedure mediche. Si respira grande entusiasmo nell’ambiente medico.
Come sono fatti i chip multi-organo
Un organ-on-chip (OOC) è un chip multifluidico tridimensionale che simula le attività, la meccanica e la risposta fisiologica di interi organi, rappresentando pertanto un modello in vitro di organo artificiale. Il sistema è stato creato dai ricercatori dell’Irving Medical Center della Columbia University e prevede chip del cuore, del fegato, delle ossa e perfino del flusso sanguigno.
Lo sviluppo di questa tecnologia offre nuovi approcci per la ricerca farmacologica, con tessuti sono ingegnerizzati che rappresentano la base per modelli di malattia. Per questo motivo, gli scienziati stanno cercando di sviluppare sistemi organ-on-a-chip che possano imitare più organi del corpo umano, e fornire ulteriori informazioni sul decorso delle malattie e sull’effetto dei farmaci.
Come sono fatti i chip multi-organo?
Il sistema multiorgano su un chip ha le dimensioni di un vetrino da microscopio. Questi sistemi microfluidici tridimensionali simulano le attività e la meccanica degli organi ricavati dalle cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo. Queste cellule vengono, per la prima volta, prodotte in laboratorio nel 2006 mediante l’introduzione di quattro geni che ne inducono la conversione in cellule staminali di una specifica linea cellulare.
La funzione di questi chip è quella di testare principalmente i farmaci antitumorali, tra questi la Doxorubicina, ampiamente usata per produrre effetti avversi. Il modello computazionale che il team di ricercatori ha sviluppato serve per:
- Simulare assorbimento del farmaco.
- Valutare come si distribuisce.
- Analizzare il suo metabolismo e la sua secrezione.
- Valutare in modo preventivo gli effetti sul chip multi-organo.
Un modello innovativo
Il sistema dei chip multi-organo sembra funzionare perché ha già individuato indicatori molecolari di cardiotossicità, uno dei principali effetti collaterali di un farmaco. Gordana Vunj Vunjak-Novakovic, ricercatrice e leader del progetto sui dosaggi della doxorubicina, è entusiasta dei risultati:
“I tessuti ingegnerizzati possono essere utilizzati per modellare la fisiopatologia umana e testare l’efficacia e la sicurezza dei farmaci. Tuttavia, per modellare tutto il 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 tissutale in cui le nicchie mature di cuore, fegato, ossa e tessuto cutaneo umano sono collegate dal flusso vascolare ricircolante per consentire la ricapitolazione delle funzioni degli organi interdipendenti”.
I modelli computazionali possono essere utilizzati in studi futuri per prevedere con precisione gli effetti di altri farmaci, e per aiutare a interpretare gli effetti negli studi clinici. Attualmente, i ricercatori stanno cercando di utilizzare i chip multi-organo per studiare:
- Le metastasi nel cancro al seno.
- I tumori alla prostata.
- Gli effetti dell’ischemia su altri organi.
- L’impatto del Covid sul cuore, sui polmoni e sul sistema vascolare.
