SAPEVAMO CHE L’INTESTINO È IL SECONDO CERVELLO, NON CHE AVESSE UN “SUO” CERVELLO – GRAZIE A UNA NUOVA TECNICA SVILUPPATA A CINCINNATI, NEGLI STATI UNITI, SI POTRANNO PRODURRE TESSUTI INTESTINALI UMANI ARTIFICIALI CON UN SISTEMA NERVOSO FUNZIONALE INTEGRATO. SARANNO IN GRADO DI RIPARARE DANNI GASTROINTESTINALI O SOSTITUIRE PARTI COMPROMESSE...
(AGI) - Una nuova tecnica sviluppata da ricercatori del Cincinnati Children's Hospital potrebbe accelerare la produzione di tessuti intestinali umani artificiali destinati in futuro a riparare danni gastrointestinali o sostituire parti compromesse dell'intestino.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Biomedical Engineering, descrive un sistema innovativo che consente di ottenere organoidi intestinali molto piu' grandi, maturi e dotati di un sistema nervoso funzionale integrato.
Gli organoidi sono strutture tridimensionali coltivate in laboratorio a partire da cellule staminali e capaci di imitare il comportamento di organi reali. Negli ultimi anni questi "mini-organi" sono diventati strumenti centrali nella ricerca biomedica, ma la loro crescita e' rimasta limitata da dimensioni ridotte e da difficolta' nello sviluppo di componenti nervose e muscolari complesse.
Il nuovo metodo, denominato "confined culture system" (CCS), utilizza speciali supporti stampati in 3D progettati per guidare la fusione di piccoli organoidi sferici in strutture tubulari molto piu' grandi e organizzate. Grazie a questa tecnica, i ricercatori sono riusciti a produrre tessuti di intestino tenue, colon e stomaco quasi dieci volte piu' grandi rispetto ai protocolli precedenti e in tempi dimezzati.
"Raggiungendo la maturita' per il trapianto due volte piu' rapidamente e sviluppando autonomamente nervi funzionali, questi organoidi dimostrano come i principi dell'ingegneria possano guidare l'innovazione biologica", spiega Holly Poling, prima autrice dello studio. "Il nostro sistema non e' soltanto un metodo produttivo, ma una piattaforma scalabile e flessibile per costruire tessuti umani complessi". La tecnica si basa sull'utilizzo di vassoi in silicone con microcanali progettati per allineare e confinare gli organoidi in crescita.
Questa configurazione favorisce la fusione spontanea delle strutture cellulari e ne accelera la maturazione. Dopo appena 14 giorni di coltura, i tessuti ottenuti mostrano lo stesso livello di sviluppo che con i metodi tradizionali richiedeva circa 28 giorni. Uno dei risultati considerati piu' importanti riguarda lo sviluppo spontaneo di un sistema nervoso enterico funzionale, senza necessita' di aggiungere cellule nervose attraverso procedure separate.
"Siamo ora in grado non solo di generare organoidi gastrointestinali complessi su larga scala, ma anche di guidarne la differenziazione in tessuti funzionali con reti neuronali enteriche integrate", afferma Maxime Mahe, autore senior dello studio. Dopo la crescita in laboratorio, gli organoidi sono stati trapiantati in roditori geneticamente modificati per ridurre il rischio di rigetto. Tutti i tessuti si sono integrati con successo e hanno continuato a svilupparsi fino a raggiungere circa otto centimetri di intestino funzionale, rispetto a circa un centimetro ottenibile con le tecniche precedenti.
Secondo gli autori, oltre alla maggiore dimensione, i nuovi tessuti mostrano anche una funzione neuromuscolare molto piu' simile a quella dell'intestino umano naturale. Il progetto si inserisce nelle ricerche portate avanti dal Center for Stem Cell & Organoid Medicine (CuSTOM) del Cincinnati Children's, uno dei principali centri mondiali dedicati alla medicina rigenerativa e agli organoidi. Michael Helmrath, chirurgo e co-direttore del centro, lavora da oltre un decennio allo sviluppo di tessuti intestinali da utilizzare in pazienti pediatrici con gravi danni gastrointestinali. "Non e' ancora possibile coltivare un organo umano completo in laboratorio", osserva Helmrath.
"Ma ricerche come questa permettono gia' di produrre quantita' significative di tessuto personalizzato che potrebbe integrarsi con l'organo del paziente e ripristinarne le funzioni".
Secondo i ricercatori, saranno necessari ulteriori studi prima di arrivare a sperimentazioni cliniche sull'uomo, ma i risultati ottenuti avvicinano la possibilita' di trattare bambini e neonati con insufficienza intestinale senza ricorrere a trapianti completi d'organo. Oltre alle applicazioni terapeutiche, la nuova piattaforma potra' essere utilizzata anche per studiare malattie gastrointestinali, disturbi neuroevolutivi dell'intestino e tossicita' dei farmaci assunti per via orale.
