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Artrosi: un chip 'imita' la malattia per escogitare terapie mirate

Artrosi un chip imita la malattia per escogitare terapie mirate

Un chip sofisticato, delle dimensioni di una moneta, in cui è possibile coltivare la cartilagine e che in seguito può essere sottoposto a stress meccanico tale da generare gli effetti dell'artrosi.

Questo è lo straordinario risultato raggiunto presso il laboratorio MiMic (Microfluidic e Biomimetic Microsystems) del Politecnico di Milano del dottor Marco Rasponi (1) del campus di Milano, coordinatore dello studio insieme al dottor Andrea Barbero (2) dell'Ospedale Universitario di Basilea.

Non solo ha prodotto il chip rivoluzionario ma, mentre il piccolo dispositivo era in fase di sperimentazione, lo studio, pubblicato su Nature Biomedical Engineering, (3) ha anche dimostrato che l'iperstimolazione meccanica della cartilagine sembra essere sufficiente per indurre la patologia correlata all'osteoartrosi, senza dover ricorrere alla somministrazione di molecole infiammatorie come era comune fare fino ad ora.

Infatti, un'appropriata compressione del tessuto cartilagineo può indurre sintomi tipici dell'osteoartrosi (OA): infiammazione, ipertrofia e un'accelerazione dei processi degenerativi. Pertanto, nella cartilagine “su chip” si crea un ambiente ideale in cui testare l'efficacia e i meccanismi dei trattamenti farmacologici, abbreviando i tempi e i costi della sperimentazione e riducendo al contempo la necessità di test sugli animali.

La retina su chip per studiare le malattie degli occhi

La retina su chip per studiare le malattie degli occhi

La nuova tecnologia, che ricrea una complessa parte della retina umana, può aiutare gli scienziati a studiare le patologie degli occhi e lo screening degli effetti collaterali provocati dai farmaci che danneggiano l'occhio.

Lo sviluppo di un retina-on-a-chip, che combina cellule umane viventi con un sistema simile a un tessuto artificiale, è stato descritto nella rivista ad accesso aperto eLife. (1) Questo strumento all'avanguardia può fornire un'utile alternativa ai modelli esistenti per lo studio delle malattie degli occhi e consentire agli scienziati di testare gli effetti dei farmaci sulla retina in modo più efficiente.

Molte malattie che causano la cecità danneggiano la retina, un sottile strato di tessuto nella parte posteriore dell'occhio la cui funzione è quella di aiutare a raccogliere la luce e a trasmettere informazioni visive al cervello. La retina è anche vulnerabile agli effetti collaterali dannosi dei farmaci usati per trattare altre malattie come il cancro. Attualmente, gli scienziati spesso fanno affidamento su animali o organoidi della retina, minuscole strutture simili alla retina coltivate da cellule staminali umane, per studiare le malattie degli occhi e gli effetti collaterali dei farmaci. Tuttavia, i risultati degli studi, condotti su entrambi i modelli, spesso non riescono a descrivere accuratamente le malattie e gli effetti dei farmaci nelle persone. Di conseguenza, un team di scienziati ha cercato di ricreare una retina a scopo di test utilizzando tecniche di ingegneria.

“È estremamente impegnativo, se non quasi impossibile, ricapitolare la complessa architettura tissutale della retina umana utilizzando esclusivamente approcci ingegneristici”, spiega il dottor Christopher Probst, ricercatore post dottorato presso il Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology di Stoccarda, Germania, e coautore principale del presente studio. (2)

Il pancreas umano in un chip per studiare la malattia

Il pancreas umano in un chip per studiare la malattia

Il pancreas umano in un minuscolo dispositivo. Gli organoidi cresciuti nel dispositivo microfluidico possono aiutare i pazienti affetti da diabete.

Gli scienziati hanno creato il pancreas umano su un chip che ha permesso loro di identificare la possibile causa di una frequente e mortale complicazione della fibrosi cistica (CF) chiamata diabete correlato alla fibrosi cistica o CFRD (CF-Related Diabetes). Secondo i ricercatori del Cincinnati Children's Hospital Medical Center, la cui ricerca è stata pubblicata su Nature Communications, (1) il chip si potrebbe utilizzare anche come dispositivo bicamerale. Ciò presenterebbe organoidi pancreatici umani bioingegnerizzati per studiare le cause di condizioni non correlate alla CF (fibrosi cistica) come il diabete di tipo 1 e 2.

Tuttavia, per prima cosa, gli scienziati vogliono verificare se il loro dispositivo può aiutare le persone con CF (fibrosi cistica) - una malattia polmonare genetica causata da una mutazione del gene CFTR (CF-Related Diabetes). La mutazione porta ad uno squilibrio di acqua e sale sulle superfici cellulari che ostruisce i polmoni con muco denso.

Man mano che le persone con FC invecchiano, diventano sempre più a rischio di CFRD, secondo il dottor Anjaparavanda P. Naren, (2) ricercatore principale dello studio e direttore del Centro di ricerca sulla fibrosi cistica (divisione di medicina polmonare). A peggiorare le cose è che fino ad ora non c'è stato un modo efficace per studiare CFRD in laboratorio per cercare trattamenti migliori.

il dottor Anjaparavanda P. Naren spiega: “i modelli murini di CF (fibrosi cistica) non ricreano fedelmente il diabete correlato alla CF in laboratorio e non è stato possibile studiare la malattia in maniera esaustiva come abbiamo fatto in questo studio. La nostra tecnologia ricorda da vicino il pancreas umano e potenzialmente potrebbe aiutarci a trovare misure terapeutiche per gestire lo squilibrio del glucosio nelle persone con CF, che è collegato all'aumento della malattia e al decesso.”

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