Modelli di Follicoli Piliferi dalla Stampante 3D
Sviluppo di un Modello Innovativo per il Test di Farmaci Contro le Infezioni dei Follicoli Piliferi
I follicoli piliferi, strutture complesse che circondano la radice del capello, ancorano il capello alla pelle e offrono le condizioni ideali per la proliferazione dei microrganismi tra pelle e follicolo. Questo ambiente favorevole spesso causa infiammazioni croniche del follicolo, che oltre ad essere dolorose, possono portare a malattie secondarie come il diabete mellito o sepsi acuta, specialmente nel caso dell’acne inversa. Solo in Germania, circa 830.000 persone sono affette da questa patologia.
Per sviluppare nuovi farmaci efficaci contro l’infiammazione dei follicoli piliferi, è necessario disporre di modelli che simulino realisticamente le condizioni fisiologiche della pelle in laboratorio. Un team guidato dal Prof. Claus-Michael Lehr presso l’HIPS, una sede del Centro Helmholtz per la Ricerca sulle Infezioni (HZI), in collaborazione con l’Università del Saarland, ha creato un modello innovativo. Trapiantando follicoli piliferi umani vivi in una matrice di collagene inserita in una struttura polimerica stampata in 3D, i ricercatori sono riusciti a replicare fedelmente l’ambiente naturale dei follicoli piliferi. “Questo modello ci consente di testare nuovi candidati farmaci nel microambiente dei follicoli piliferi sin dalle prime fasi di sviluppo, evitando l’uso di test sugli animali,” afferma Samy Aliyazdi, primo autore dello studio.
In precedenza, i nuovi farmaci per le infezioni dei follicoli piliferi venivano testati su modelli più semplici, come follicoli piliferi umani in coltura liquida. Tuttavia, questi modelli non rappresentano adeguatamente le condizioni reali dei pazienti e non sono ideali per studi sull’efficacia biologica. Con il nuovo modello 3D, i ricercatori hanno dimostrato che le nanoparticelle penetrano e si distribuiscono meglio nei follicoli piliferi rispetto alle colture liquide. Le nanoparticelle possono quindi penetrare profondamente nei follicoli e sono adatte come vettori per principi attivi. Il team di Lehr ha anche dimostrato che le infezioni dei follicoli piliferi causate dal patogeno ospedaliero Staphylococcus aureus possono essere combattute in modo molto più efficace se l’antibiotico rifampicina è incapsulato in tali nanoparticelle.
Il modello 3D dei follicoli piliferi umani sviluppato supera molte delle limitazioni dei modelli di laboratorio precedenti. “Il nostro modello offre una replica più realistica del microambiente dei follicoli piliferi umani e può essere mantenuto a lungo termine. Tuttavia, abbiamo ancora margini di miglioramento. Dobbiamo ottimizzare ulteriormente le proprietà meccaniche del polimero e pianificare l’inclusione di ulteriori tipi di cellule, come fibroblasti e cellule immunitarie, per rendere il modello ancora più rappresentativo della situazione clinica,” spiega Aliyazdi. Un modello più complesso di questo tipo ha un grande potenziale per fornire informazioni precoci sulla vitalità dei follicoli piliferi, sul comportamento dei patogeni e sulla prevedibilità dell’efficacia e sicurezza dei farmaci. Lehr aggiunge: “La nostra ricerca dimostra che replicare l’ambiente naturale del follicolo pilifero è essenziale per valutare l’efficacia degli antibiotici. Questo modello potrebbe accelerare significativamente lo sviluppo di nuove terapie mirate, riducendo il numero di studi sugli animali necessari.”
Rivista: ACS Biomaterials Science & Engineering
DOI: 10.1021/acsbiomaterials.4c00570
Metodo di Ricerca: Studio sperimentale
Oggetto di Ricerca: Campioni di tessuti prodotti in laboratorio
Titolo dell’Articolo: A Novel 3D Printed Model of Infected Human Hair Follicles to Demonstrate Targeted Delivery of Nanoantibiotics
