Carenza di fegati per trapianto e perché la biostampa è sul tavolo
La disponibilità di fegati da donatore resta uno dei colli di bottiglia più pesanti nella medicina dei trapianti: l’attesa può protrarsi a lungo e, quando l’organo arriva, il paziente deve affrontare una gestione clinica complessa. In questo contesto si inseriscono varie linee di ricerca che puntano a produrre tessuti epatici in laboratorio: non solo come “sostituti” da impiantare, ma anche come modelli biologici più realistici per test farmacologici e studio delle malattie del fegato.
Il progetto al UT Southwestern Medical Center e il ruolo di ARPA-H
Negli Stati Uniti, un progetto di ricerca guidato dal UT Southwestern Medical Center (UTSW) a Dallas sta lavorando alla realizzazione di costrutti epatici tramite 3D bioprinting, con un’impostazione centrata su cellule derivate dal paziente. Il finanziamento arriva dall’Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H), l’agenzia federale statunitense dedicata a programmi ad alto impatto in ambito salute. All’interno della notizia originale, UTSW collega il lavoro al programma PRINT di ARPA-H, che mira a rendere possibile la produzione “on demand” di organi personalizzati, riducendo la dipendenza da donatori e affrontando il tema del rigetto.
Cellule del paziente e iPS: come si costruisce la “materia prima” biologica
Il fulcro dell’approccio descritto è l’uso di cellule autologhe, cioè provenienti dallo stesso paziente. In pratica, il flusso di lavoro tipico (anche in molti progetti analoghi) prevede: prelievo di cellule, riprogrammazione in cellule staminali pluripotenti indotte (iPS/iPSC) e successiva differenziazione nei principali tipi cellulari necessari per il tessuto epatico. L’idea è ottenere una combinazione di cellule che riproduca, per quanto possibile, la complessità del fegato: non solo epatociti, ma anche cellule di supporto e componenti legate a vasi sanguigni e vie biliari, indispensabili per far funzionare un tessuto spesso e metabolicamente attivo.
Bioink a base di idrogel: perché il “materiale” conta quanto le cellule
Per biostampare cellule vive serve una “inchiostrazione” che le protegga e dia struttura: entra qui la bio-tinta (bioink), spesso basata su idrogel che imitano alcune proprietà della matrice extracellulare. Nel caso descritto, il progetto utilizza una bio-tinta idrogel per costruire strati e geometrie 3D con precisione, cercando di mantenere vitalità e organizzazione spaziale. In biostampa epatica, la scelta dell’idrogel e dei parametri di crosslinking (come solidifica il gel) influenza diffusione di ossigeno e nutrienti, maturazione delle cellule, stabilità meccanica e capacità del tessuto di sostenere funzioni metaboliche misurabili.
Vasi e dotti biliari: l’ostacolo principale per passare da “tessuto” a “organo”
Un fegato non è un blocco uniforme di cellule: è un sistema attraversato da una rete vascolare e da una rete biliare. Per questo, molte iniziative nel settore puntano a integrare strutture vascolarizzate (canali perfusabili o microvasi) e componenti che riproducano la funzione biliare. Secondo la notizia originale, l’obiettivo del team è arrivare a un costrutto che includa cellule epatiche insieme a strutture tipo vasi sanguigni e dotti biliari in un unico impianto stampato, perché senza trasporto efficiente di ossigeno e rimozione dei metaboliti la vitalità cala rapidamente aumentando lo spessore del tessuto.
Chi sono i responsabili scientifici citati e perché contano
Nel racconto del progetto vengono citati ricercatori di UTSW con ruoli guida. Il project leader indicato è Muhammad Rizwan (Ph.D.), affiliato al Department of Biomedical Engineering (con ulteriori incarichi accademici riportati nei profili istituzionali). Viene citato anche Samuel Achilefu (Ph.D.), professore e chair in ambito biomedical engineering a UTSW e con affiliazioni anche in radiologia e cancer center, a testimonianza dell’impostazione multidisciplinare che combina bioingegneria, clinica e traslazione.
Uso “prima” in laboratorio: modelli per farmaci e tossicologia, non solo trapianti
Anche quando l’impianto clinico è lontano, i tessuti epatici biostampati hanno un valore immediato come modelli fisiologicamente più vicini all’uomo rispetto a colture 2D. Il fegato è centrale per metabolismo e tossicità: avere costrutti 3D con funzioni misurabili (albumina, urea, attività enzimatiche, risposta a farmaci) può aiutare a identificare candidati problematici prima della fase clinica e a studiare malattie epatiche in modo più controllato. La notizia originale indica esplicitamente questo filone d’uso, con l’idea di ridurre parte dei test su animali e aumentare la predittività.
Dalla ricerca al percorso regolatorio: cosa deve succedere perché diventi “terapia”
Per arrivare a un tessuto impiantabile servono passaggi che vanno oltre la stampa: maturazione in bioreattori, perfusione stabile, controllo qualità ripetibile, sicurezza (incluse impurità e rischio tumorigenico legato a derivati iPS), e poi un percorso regolatorio con evidenze precliniche robuste. Il programma PRINT di ARPA-H, per come è descritto dall’agenzia, mette al centro proprio la combinazione di biostampa e medicina rigenerativa per organi personalizzati con l’ambizione di evitare o ridurre immunosoppressione, ma questo implica anche requisiti severi su standardizzazione e produzione.
