Lacune nei modelli di laboratorio e nascita di una soluzione dedicata
Nella ricerca su patologie respiratorie come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (COPD) e la fibrosi polmonare il punto di partenza è sempre il medesimo: piastre di plastica rigida in cui le cellule respiratorie crescono in condizioni lontane dalla fisiologia polmonare. Questo approccio limita l’attendibilità dei test su farmaci e tossicità, poiché i polmoni si comportano in modo dinamico, espandendosi e contraendosi con ogni atto respiratorio. La startup Tessella Biosciences, nata dall’Università McMaster in Ontario, ha affrontato questa discrepanza ideando un bioink capace di replicare l’elasticità e la stabilità del tessuto polmonare a temperatura corporea.
Nascita di Tessella Biosciences e ruolo dei fondatori
Fondata nel 2024, Tessella Biosciences è il risultato della collaborazione fra Jeremy Hirota, associato di Medicina e membro del Firestone Institute for Respiratory Health, il professor Jose Moran-Mirabal del Dipartimento di Chimica e Biologia Chimica e il dottorando David Gonzalez Martinez. Il team ha ereditato l’esperienza accademica di McMaster per tradurla rapidamente in un prodotto industriale, rivolgendosi sia a laboratori universitari sia a centri di ricerca farmaceutica.
Caratteristiche tecniche del nuovo bioink
La formulazione di Tessella utilizza polimeri idrofilici che mantengono una consistenza elastica e un’adeguata viscoelasticità a 37 °C, senza impiegare condizioni fredde né ricorrere a sistemi di raffreddamento. Questo permette di stampare strutture tridimensionali complesse (alveoli, bronchioli artificiali) in meno di un’ora, con risoluzioni dell’ordine dei decimi di millimetro. La composizione include idrogel a base di gelatina funzionalizzata e polimeri sintetici biodegradabili, ottimizzati per gelificazione immediata dopo l’estrusione e per l’adesione cellulare.
Processo di stampa e facilità d’integrazione
Il bioink di Tessella è compatibile con la maggior parte delle biostampanti in commercio, senza necessità di modifiche hardware o software dedicate. Dopo l’estrusione strato su strato, il materiale mantiene la forma grazie all’interazione crociata di legami fisici e chimici controllati. L’assenza di componenti citotossici garantisce elevata vitalità cellulare, permettendo alle cellule epiteliali di aderire, proliferare e organizzarsi in strutture che imitano il movimento respiratorio.
Applicazioni immediate e prospettive future
Fin da ora, i ricercatori impiegano i modelli stampati per test di efficacia e sicurezza di nuovi farmaci antinfiammatori e antifibrotici. Le strutture possono essere dotate di microcanali per il flusso di nutrienti, così da simulare la perfusione sanguigna e il trasporto di ossigeno. Sul medio termine, l’obiettivo è sviluppare modelli paziente-specifici, utilizzando cellule prelevate direttamente dal paziente per creare biotessuti personalizzati. Sul fronte clinico, si ipotizza l’uso di frammenti bioprintati per favorire la rigenerazione di tessuto polmonare danneggiato.
Confronto con altre bioink e potenziali sinergie
Diversi gruppi di ricerca impiegano gel di metacrilato di gelatina (GelMA) o alginati reticolati con ioni, ma tali materiali richiedono esposizione a lampade UV o temperature basse per mantenere la forma, limitando la biocompatibilità e la fedeltà strutturale. Tessella si distingue per la capacità di lavorare a temperatura corporea e per la rapidità di strutturazione, mentre start-up come Organovo e aziende come Nanoscribe esplorano ambiti diversi, quali biotessuti a livello microscopico o sistemi di deposizione laser.
