I ricercatori sviluppano “Organ on a Chip” per migliorare i test antidroga
Finanziamento e obiettivi del progetto
Grazie a un finanziamento di 2 milioni di dollari, un team internazionale di ricercatori sta sviluppando modelli sintetici che imitano parti del cervello umano, con l’obiettivo di sostituire l’uso degli animali nei test per lo sviluppo di trattamenti farmacologici. Il progetto mira a migliorare la qualità della vita tramite farmaci più sicuri e testati eticamente.
Sfide nei test sui farmaci
Il processo di sviluppo dei farmaci è complesso e richiede test approfonditi, che spesso coinvolgono preoccupazioni etiche legate alla sperimentazione animale. Le differenze biologiche tra animali e umani rendono questi test problematici. Un team, che include Jeff Schultz della Virginia Tech, utilizza nuove tecnologie per creare ambienti di test personalizzabili, dove i farmaci possono essere sperimentati su cellule umane anziché su soggetti animali.
Collaborazione e finanziamento
Il progetto è finanziato con 1,8 milioni di dollari dal National Institutes of Health (NIH). Tra i ricercatori coinvolti ci sono Amrinder Nain della Virginia Tech, Rafael Davalos della Georgia Tech, Seemantini Nadkarni della Harvard Medical School e Jeff Schultz di Phase Inc., azienda specializzata in microfluidica stampata in 3D.
La barriera emato-encefalica
Uno dei principali ostacoli nello sviluppo dei farmaci è replicare la barriera emato-encefalica, che protegge il cervello da sostanze nocive ma permette l’ingresso di quelle utili. “I farmaci spesso falliscono nei test clinici perché non riescono ad attraversare questa barriera”, afferma Davalos. “I dispositivi di laboratorio attuali non replicano accuratamente queste condizioni, portando a false conclusioni sulle molecole.”
Tecnologia di stampa 3D di Phase Inc.
Il team utilizza una tecnologia di stampa 3D proprietaria di Phase Inc. per creare dispositivi microfluidici con alta precisione, simulando il funzionamento degli organi umani. “Stiamo costruendo dispositivi che imitano la geometria del corpo umano, consentendo test in condizioni molto realistiche”, spiega Schultz. “Possiamo creare strutture che riproducono le vene, le valvole cardiache e altre funzionalità del corpo umano.”
Sviluppo del PDMS stampabile in 3D
Nella prima fase del progetto, Schultz e Davalos hanno sviluppato un metodo per stampare in 3D il polidimetilsilossano (PDMS), un polimero utilizzato per imitare la barriera emato-encefalica. “La sfida era trovare materiali sicuri per le cellule e stampabili in 3D. Il PDMS era utilizzato da decenni ma non era stampabile, quindi abbiamo sviluppato una tecnologia per farlo”, afferma Schultz.
Avanzamento del progetto e nuove collaborazioni
Dopo il successo della prima fase, il progetto è stato ampliato con la collaborazione di Amrinder Nain, che ha portato la sua esperienza nelle membrane di nanofibre. Queste membrane ultrasottili e porose hanno migliorato ulteriormente la replica della barriera emato-encefalica, permettendo al team di ottenere ulteriori finanziamenti dal NIH.
Futuro della tecnologia organ-on-a-chip
“Le tecnologie organ-on-a-chip diventeranno protocolli standard nei laboratori del 21° secolo”, afferma Nain. “Le nostre innovazioni ci hanno permesso di sviluppare la barriera emato-encefalica più sottile attualmente disponibile. Prevediamo che, con future iterazioni, riusciremo a replicare le dimensioni e le architetture del corpo umano, trasformando il modo in cui testiamo i farmaci e studiamo la bioingegneria.”
Impatto sulla ricerca e la sperimentazione
Questi sviluppi forniranno ai ricercatori strumenti affidabili per test farmacologici più rapidi e accurati in ambienti realistici, riducendo la necessità di test sugli animali e migliorando la qualità dei trattamenti sviluppati.
