Nuove frontiere si aprono nella medicina rigenerativa grazie a un importante risultato raggiunto da un gruppo di ricerca della Stanford University. Per la prima volta sono stati creati organoidi cardiaci e epatici dotati di una vera rete vascolare. Questi sarebbero in grado di battere e assomigliare a un cuore embrionale umano in via di sviluppo.
Come sono stati realizzati
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Gli organoidi sono stati coltivati a partire da cellule staminali pluripotenti. Spesso modificate per emettere fluorescenze diverse a seconda del tipo cellulare. Il gruppo, guidato da Oscar Abilez e Joseph Wu, ha testato 34 combinazioni diverse di fattori di crescita. Inoltre ha individuato una condizione ottimale che ha permesso la crescita autonoma di tessuto cardiaco completo di vasi sanguigni.
In circa due settimane, si sono sviluppati organoidi a forma di ciambella con:
- Cardiomiociti e muscolari lisci al centro (ossia le cellule del muscolo cardiaco).
- Endotelio vascolare strutturato intorno. Ossia uno strato di cellule specializzate che riveste la superficie interna dei vasi sanguigni e linfatici.
- Un totale di 15–17 tipi cellulari, simili a un cuore embrionale di circa 6 settimane.
Perché è importante
Senza una rete vascolare, gli organoidi superano di poco i 3 mm prima che le cellule interne soffrano per mancanza di ossigeno e nutrienti.
Dotarli di vasi significa poterli:
- crescere più grandi e maturi.
- Utilizzarli per test farmacologici più affidabili.
- Studiare malattie genetiche e difetti dello sviluppo.
- Ridurre la sperimentazione animale in farmaceutica e tossicologia.
Possibili applicazioni terapeutiche
Secondo Joseph Wu, in futuro sarà possibile impuntare organoidi vascolarizzati fatti con le cellule del paziente per riparare tessuto cardiaco danneggiato. L’idea è che questi organoidi possano integrarsi con la rete vascolare del corpo umano e sopravvivere una volta impiantati. Il team ha sia ideato un protocollo chimico per ottenere l’interazione tra i tre principali tipi cellulari cardiaci, sia creato un algoritmo di bioprinting vascolare in grado di generare reti complesse veloci da produrre.
Finora i vasi non sono ancora completamente funzionali nel trasporto di fluidi, e la maturazione cellulare è ancora parziale. I prossimi obiettivi includono allungare i tempi di crescita, inserire cellule immunitarie e del sangue, e valutare la fattibilità clinica su modelli animali avanzati.