Un gruppo di ricercatori dell’ETH Zürich ha realizzato un modello tridimensionale di tessuto mammario umano impiegando cellule derivate dal latte materno. Lo scopo principale è indagare in laboratorio i meccanismi che regolano la lattazione, una serie di processi finora analizzati solo in modo parziale. Questo approccio mira a offrire uno strumento sperimentale per studiare, in condizioni controllate, gli effetti di ormoni, farmaci e alterazioni patologiche sulla produzione di latte.
Tecnologia di bioprinting volumetrico
Per costruire la struttura interna che richiama le alveole e i dotti lattiferi, i ricercatori hanno adottato una tecnica di bioprinting che utilizza un gel fotosensibile posto in rotazione continua. Un laser proietta pattern tridimensionali all’interno del materiale, solidificando selettivamente le aree desiderate in pochi secondi. Questa procedura, diversa dalla classica deposizione strato su strato, permette di ottenere cavità complesse con pareti sottili e geometrie intricate, fondamentali per riprodurre l’architettura del tessuto mammario.
Composizione della bio-inchiostro e integrazione cellulare
La “bio-inchiostro” si basa su una matrice extracellulare bovina modificata per assomigliare alle caratteristiche meccaniche e biochimiche del tessuto umano. All’interno di questa matrice sono state inserite cellule epiteliali isolate da campioni di latte materno. Dopo poche ore le cellule hanno aderito alle superfici interne dei canali stampati, iniziando a generare proteine tipiche del latte, come la β-caseina, e goccioline lipidiche. Pur non riscontrando ancora la formazione completa di latte, si è dimostrato che il sistema sviluppa comportamenti simili a quelli dei dotti mammari in vivo.
Sfide e strategie di coltura cellulare
Le cellule isolate dal latte presentano caratteristiche di crescita particolari e richiedono un’alimentazione mirata. Amelia Hasenauer, dottoranda presso il laboratorio di Marcy Zenobi-Wong, ha messo a punto un protocollo di coltura che prevede cicli alternati di fattori di crescita e stimoli ormonali, al fine di indurre uno stato funzionale delle cellule epiteliali. Il controllo preciso dei tempi di esposizione alla luce durante il bioprinting e la regolazione del ph della matrice hanno garantito un’elevata vitalità cellulare.
Vantaggi etici e sperimentali del modello
Ottenere cellule direttamente dal latte permette di evitare prelievi invasivi e di rispettare principi etici più stringenti. L’accessibilità della materia prima favorisce campionamenti ripetuti da diverse donne, ampliando la variabilità biologica analizzabile. Questo aspetto risulta particolarmente importante per studiare condizioni come mastite, insufficienza di montata lattea o effetti di farmaci utilizzati durante l’allattamento.
Prospettive applicative
I ricercatori puntano ad aumentare la quantità di componenti del latte prodotte nel modello attraverso modifiche alla struttura stampata: variando la densità dei canali e la composizione chimica del gel, sarà possibile simulare diversi stadi della lattazione e indagare l’influenza di ormoni come prolattina ed estrogeni. Nel lungo termine si potrà esplorare l’interazione con microbiomi benefici e studiare possibili terapie per favorire la produzione di latte in caso di difficoltà di allattamento.
Ruolo di ETH Zürich e opportunità future
La professoressa Marcy Zenobi-Wong guida il progetto all’interno dell’Istituto di Tecnologia dei Tessuti e Biofabbricazione dell’ETH Zürich. Il suo gruppo collabora con centri clinici per validare il modello con dati reali provenienti da esami di latte e biopsie. Parallelamente, si valuta l’estensione del bioprinting volumetrico ad altri tessuti secretori, come quelli delle ghiandole salivari e del pancreas.
