Una malattia riprodotta su tessuti di un organo umano ospitati da un chip elettronico. Questo è l’inedito risultato che hanno ottenuto i ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dell'Università di Harvard, autori del lavoro pubblicato questa settimana su Science Traslation medicine.
Il tessuto umano riprodotto è un polmone - ricoprendo un chip di cellule polmonari umane viventi - e l’edema polmonare la malattia. Il lung-on-a-chip è un dispositivo che il team di ricerca, guidato da Donald Ingberg, ha in realtà messo a punto per la prima volta due anni fa, ingegnerizzato a partire da una matrice polimerica flessibile delle dimensioni di una scheda di memoria, con una struttura interna a canali ottenuta con la stessa tecnica di fabbricazione dei microchip per computer. Due dei canali interni sono separati da una membrana sottile e porosa su una lato della quale sono depositate cellule polmonari umane, mentre sul lato opposto sono previste cellule di sangue capillare. L’ambiente in condizione di vuoto creato all’interno dei canali (senza quindi la pressione esterna dell’aria) consente a questa interfaccia di simulare il meccanismo di contrazione del polmone umano durante il processo di respirazione respirazione.
Ad Harvard hanno utilizzato questo dispositivo principalmente per studiare la tossicità delle terapie farmacologiche applicate ai polmoni, e per identificare nuove possibili terapie, grazie a questo nuovo approccio agli organi umani. Gli scienziati hanno infatti utilizzato un farmaco per la chemioterapia (la interleuchina-2) direttamente sul micro-polmone ricreato sul chip. Uno degli effetti osservati è stato il vantaggio che il meccanismo fisico alla base della respirazione fornisce all’azione del farmaco sull’edema polmonare in condizione di vuoto esterno, informazione insospettabile finora. Quest’effetto può suggerire nuove strategie da adottare in terapia farmacologica chemioterapica (come l’uso di un respiratore per minimizzare il volume d’aria immessa nei polmoni) e nuovi modi di fare ricerca in medicina applicata agli organi. Secondo i ricercatori: "Le maggiori compagnie farmaceutiche spendono molto tempo e una gran quantità di denaro su culture cellulari e test sugli animali per sviluppare nuovi farmaci, ma questi metodi spesso non riescono a predire tutti gli effetti di queste sostanze una volta usate sull'uomo".
Il lavoro è stato finanziato dal National Institute for Health, la Food and Drug Administration e il Defense Advanced Research Projects Agency.
