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Il modello cerebrale biostampato e la tecnica di imaging aiutano a far avanzare la ricerca sul tumore

Un team congiunto di ricercatori della Rensselaer, della Northwestern University e della Icahn School of Medicine del Monte Sinai ha sviluppato una metodologia che potrebbe migliorare il trattamento dei tumori cerebrali da glioblastoma aggressivo. Il processo, che combina tecnologie di imaging medico e bioprinting, può aiutare gli scienziati a comprendere meglio la complessa struttura del tipo di tumore.

I glioblastomi tendono a sviluppare rapidamente tumori maligni nel cervello costituiti da molti diversi tipi di cellule, il che li rende difficili da trattare. Oggi, il trattamento del glioblastoma comporta in genere una combinazione di chirurgia, radioterapia e chemioterapia. Tuttavia, questo trattamento porta a una sopravvivenza media di soli 11-15 mesi.

Il nuovo processo sperimentato dal gruppo di ricerca consente una maggiore comprensione di ciò che accade nel corpo quando sono presenti cellule di glioblastoma grazie all’uso di un modello di cellule tumorali biostampate 3D.

“È necessario comprendere la biologia e la complessità del glioblastoma”, ha spiegato Xavier Intes, professore di ingegneria biomedica presso Rensselaer e condirettore del suo Center for Modeling, Simulation and Imaging for Medicine (CeMSIM). “Ciò che è noto è che i glioblastomi sono molto complessi in termini di composizione e questo può differire da paziente a paziente”.

Lavorando insieme, i membri del team interdisciplinare hanno sviluppato bioink da cellule tumorali originarie del paziente e le hanno stampate con una rete integrata di vasi sanguigni. Il modello 3D è stato quindi lasciato maturare, consentendo ai ricercatori di studiarlo nel corso di diversi mesi.

La rete vascolare nel modello cerebrale biostampato ha anche permesso al team di iniettare terapie, come il farmaco chemioterapico Temozolomide, per testare la loro efficacia. Il trattamento dei tumori del glioblastoma è stato in genere una sfida complessa a causa della barriera emato-encefalica, che impedisce alle tossine e alla maggior parte delle altre sostanze, come i farmaci, di raggiungere il cervello.

Il modello cerebrale biostampato 3D ha permesso al team di replicare questo ostacolo per ottenere una comprensione più accurata dell’efficacia di un farmaco prima di somministrarlo direttamente al paziente. Come ha spiegato Intes: “Questa è una possibilità unica del bioprinting ed è molto importante. È molto simile a ciò che accade nel corpo umano”.

La nuova metodologia si estende oltre la fase di bioprinting, in quanto il team ha utilizzato una tecnica di imaging specializzata per verificare se i terapeutici raggiungevano le cellule del glioblastoma una volta iniettate nel modello biostampato. Il processo di imaging è progettato per acquisire una rapida successione di immagini del tessuto biostampato a livello cellulare attraverso il plexiglass del contenitore del modello. Utilizza inoltre una quantità minima di luce per ridurre il danno cellulare. Secondo Intes, l’approccio è più efficace della microscopia a fluorescenza nel consentire loro di vedere come le cellule crescono o sono influenzate dal farmaco.

In linea di principio, questa metodologia di bioprinting e imaging potrebbe consentire ai professionisti medici di determinare l’efficacia di più farmaci contemporaneamente. Tuttavia, a causa dell’aggressività del tumore cerebrale nei pazienti, l’approccio di bioprinting non è abbastanza veloce da essere applicato per studiare l’efficacia individuale di determinati farmaci paziente per paziente.

Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista  Science Advances.

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Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

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