Un chip stampato in 3D mostra il potenziale per eliminare la necessità di test sugli animali
Il dispositivo di plastica con scomparti che replicano gli organi principali, sviluppato dai ricercatori dell'Università di Edimburgo, potrebbe anche accelerare l'accesso dei pazienti a nuovi farmaci
Secondo The Guardian, gli scienziati dell’Università di Edimburgo hanno sviluppato un pionieristico dispositivo stampato in 3D che potrebbe accelerare l’accesso dei pazienti a nuovi farmaci ed eliminare la necessità di test sugli animali. Il “body-on-chip” imita perfettamente il modo in cui un medicinale scorre attraverso il corpo di un paziente e il dispositivo di plastica consente agli scienziati di testare i farmaci per vedere come reagiscono i diversi organi senza la necessità di test su animali vivi.
Il dispositivo in plastica è il primo del suo genere al mondo. Realizzati utilizzando una stampante 3D, i cinque compartimenti del chip replicano il cuore, i polmoni, i reni, il fegato e il cervello umani, collegati da canali che imitano il sistema circolatorio umano, attraverso i quali possono essere pompati nuovi farmaci. Utilizza la scansione della tomografia a emissione di positroni (PET) per produrre immagini 3D dettagliate che mostrano cosa sta succedendo all’interno dei minuscoli organi. “Le immagini PET sono ciò che ci consente di garantire che il flusso [di nuovi farmaci in fase di sperimentazione] sia uniforme”, ha affermato Liam Carr, l’inventore del dispositivo.
La scansione PET prevede l’iniezione di piccole quantità di composti radioattivi nel chip per trasmettere segnali a una fotocamera estremamente sensibile, consentendo agli scienziati di valutare meglio l’effetto dei nuovi farmaci.
“Questo dispositivo è il primo ad essere progettato specificamente per misurare la distribuzione del farmaco, con un flusso uniforme abbinato a compartimenti di organi sufficientemente grandi da campionare l’assorbimento del farmaco per la modellazione matematica. Essenzialmente, permettendoci di vedere dove va un nuovo farmaco nel corpo e per quanto tempo rimane lì, senza dover utilizzare un essere umano o un animale per testarlo”, ha affermato Carr. “La piattaforma è completamente flessibile e può essere uno strumento prezioso per indagare varie malattie umane, come il cancro, le malattie cardiovascolari, le malattie neurodegenerative e le malattie immunitarie. A causa di questa flessibilità, gli usi sono vincolati solo dalla disponibilità di questi modelli cellulari e dalle questioni scientifiche a cui possiamo pensare. Ad esempio, potremmo avere un modello di malattia del fegato grasso nel dispositivo e usarlo per vedere come un fegato malato influisce su altri organi come il cuore, il cervello, i reni, ecc., e potremmo anche combinare più modelli di cellule malate per vedere come le malattie possono interferire tra loro”.
Il supervisore di Carr, la dottoressa Adriana Tavares del Centro per le scienze cardiovascolari (CVS) di Edimburgo, ha affermato che collegare cinque organi insieme su un unico dispositivo aiuterebbe gli scienziati a studiare in modo efficace come un nuovo farmaco potrebbe influenzare l’intero corpo di un paziente.
“Questa è un’area davvero importante della ricerca medica, poiché apprendiamo continuamente come le malattie tradizionalmente percepite come limitate a un organo o sistema possano avere effetti diversi su altri organi distanti o diversi sistemi interconnessi. Dispositivi come la piattaforma body-on-chip sono essenziali per svelare i meccanismi alla base degli effetti sistemici delle malattie locali e per indagare sugli effetti fuori bersaglio dei farmaci, che potrebbero essere terapeuticamente utili o dannosi”, ha affermato Tavares. “Questo dispositivo mostra un potenziale davvero forte per ridurre il gran numero di animali utilizzati in tutto il mondo per testare farmaci e altri composti, in particolare nelle fasi iniziali, dove solo il 2% dei composti avanza attraverso il percorso di scoperta”.
Tavares ha affermato che ci sono altri vantaggi oltre alla semplice eliminazione della necessità di utilizzare animali nelle fasi iniziali di sviluppo dei farmaci. “Questo approccio non animale potrebbe ridurre significativamente i costi di scoperta dei farmaci, accelerare la traduzione dei farmaci nella clinica e migliorare la nostra comprensione degli effetti sistemici delle malattie umane utilizzando modelli che sono più rappresentativi per la biologia umana rispetto ai modelli animali”.
Il dispositivo body-on-chip è stato sviluppato attraverso un Centro nazionale per la sostituzione, il perfezionamento e la riduzione degli animali nella ricerca (NC3R) e un premio per borse di studio di dottorato cofinanziato da Unilever.
“Siamo lieti di supportare Liam e il team CVS nello sviluppo di questo “body-on-chip” e non vediamo l’ora di vedere l’impatto che questo nuovo dispositivo avrà sulla sperimentazione e sulla progressione di nuovi composti e farmaci nel settore in futuro”, ha affermato la Dott.ssa Susan Bodie di Edinburgh Innovations, l’unità di commercializzazione dell’Università di Edimburgo.
