Il metodo di bioprinting migliora l’efficienza nella fecondazione in vitro
I ricercatori dell’Università di Bari hanno sviluppato nuovi metodi di stampa 3D per interventi di riproduzione assistita più efficaci e procedure per la protezione delle specie in via di estinzione.
La fecondazione in vitro (IVF) è la soluzione di riproduzione assistita più comune per le coppie che affrontano problemi di fecondazione. Da quando è stato applicato con successo per la prima volta nel 1978, più di 5 milioni di bambini sono nati utilizzando la fecondazione in vitro. L’infertilità colpisce una parte significativa della popolazione, con oltre l’ 11% della popolazione o 6,7 milioni di donne in tutto il mondo incapaci di riprodursi, secondo l’American Society of Reproductive Medicine .
A loro volta, i metodi che migliorano la vitalità e l’efficacia della fecondazione in vitro sono di enorme valore. Questo è vero non solo per le coppie infertili, ma anche per i ricercatori limitati dai metodi 2D convenzionali, che hanno una bassa riproducibilità e studi limitati per la convalida nella valutazione o nello studio della fecondazione in vitro. Tali soluzioni si applicano anche agli animali domestici, all’industria della produzione animale e al salvataggio di specie in via di estinzione.
Nella loro ricerca, pubblicata su Plos One , è stato utilizzato un innovativo approccio di bioingegneria per incapsulare le cellule animali in una microsfera di idrogel. Queste microsfere sono state realizzate utilizzando la bioprinting 3D per ottenere strutture per la coltura in vitro e sono in gran parte composte da acqua. Uno strumento automatizzato open source, Sphyga, è stato sviluppato per generare sfere di idrogel sferiche, utilizzando una siringa con la forma, le dimensioni e la stabilità richieste e può essere utilizzato per automatizzare la generazione di microsfere di idrogel di alginato.
È stato riscontrato che queste uova microincapsulate hanno preservato l’integrità strutturale e funzionale e hanno un potenziale di sviluppo e una vitalità più elevati rispetto alle uova trasferite convenzionalmente, e il metodo di bioprinting 3D, chiamato maturazione in vitro 3D (3DIVM), è risultato essere altamente riproducibile e efficiente. I ricercatori ritengono che 3DIVM potrebbe diventare il metodo preferito nelle applicazioni cliniche e tossicologiche.
Presso il dipartimento di medicina veterinaria dell’Università di Utrecht, i ricercatori hanno sviluppato un modello oviduct-on-chip per studiare meglio la fertilizzazione negli esseri umani e negli animali . Sebbene abbiano scoperto che alcuni polimeri di stampa 3D non sono fattibili per la bioprinting e la bioingegneria a causa della tossicità, i loro risultati hanno mostrato quanto fosse importante il modello stampato in 3D rispetto ai metodi di coltura cellulare tradizionali. Il modello è stato utilizzato per creare condizioni simili a quelle dell’ovidotto, considerate più importanti di prima nel processo di fecondazione, utilizzando un’interfaccia aria-liquido in un sistema stampato in 3D con filtri per la crescita delle cellule epiteliali dell’ovidotto.
Questo nuovo metodo potrebbe anche migliorare l’efficacia della fecondazione in vitro per animali come cavalli e mucche. Nel 2017, un documento pubblicato su Nature ha riportato come gli scienziati abbiano utilizzato con successo la stampa 3D per creare ovaie artificiali, un’impalcatura bioprotesica a base di gelatina, per ripristinare la fertilità dei topi infertili . All’inizio del 2014, i ricercatori francesi avevano brevettato un nuovo modo per studiare ed esaminare gli embrioni in vitro, prima dell’impianto, ex-vitro o tramite un modello 3D e un campione stampato basato su una scansione degli embrioni in vitro.
LA JOLLA, CA – FEBRUARY 28: Embryologist Ric Ross holds a dish with human embryos at the La Jolla IVF Clinic February 28, 2007 in La Jolla, California. The clinic accepts donated embryos from around the country through The Stem Cell resource which are then given to stem cell research labs for research. (Photo by Sandy Huffaker/Getty Images)