In ambito sanitario sono stati creati mini-organi per sperimentazioni su cellule umane, detti anche organoidi sono strutture tridimensionali coltivate in laboratorio a partire da cellule staminali, che assomigliano a organi reali in miniatura e ne riproducono molte funzioni.
Servono come strumenti di ricerca per studiare malattie, testare farmaci e sviluppare terapie personalizzate, anche se al momento non sono pronti per i trapianti.
I mini organi vengono quindi creati in laboratorio a partire da cellule staminali, che possono essere pluripotenti indotte o staminali adulte; la loro coltivazione richiede protocolli specifici per ottenere strutture tridimensionali e complesse.
Per ora consentono di studiare lo sviluppo di patologie come la schizofrenia e l’epilessia, il malfunzionamento di un organo o l’interazione con microbi e virus.
Consentono anche di testare la potenziale efficacia e tossicità dei farmaci, riducendo la necessità di test su animali e accelerando lo sviluppo di nuove terapie.
Creare modelli di organi a partire dalle cellule di un singolo paziente consente di prevedere la sua risposta a un farmaco e sviluppare cure su misura nell’ambito di una medicina altamente personalizzata.
Questi organoidi potranno contribuire alla realizzazione di nuovi organi artificiali per il futuro dei trapianti.
Attualmente non possono sostituire completamente la sperimentazione sugli animali, poiché non riescono a riprodurre le interazioni complesse tra i diversi organi ma la ricerca è orientata a raggiungere la connessione e la sincronizzazione funzionale tra diversi mini-organi per eliminare completamente la necessità di sperimentazione sugli animali.
Un’altra sfida è costituita dagli xenotrapianti che sono il trapianto di organi, tessuti o cellule da una specie animale a un essere umano come soluzione alla cronica carenza di organi umani da trapianto, permettendo potenzialmente una disponibilità illimitata di donatori.
I progressi nell’ingegneria genetica stanno permettendo di modificare gli organi animali per renderli compatibili con il sistema immunitario umano e ridurre il rischio di rigetto, di infezioni e problemi etici.
L’idea non è nuova, ma i progressi nella genetica hanno reso questa pratica una prospettiva concreta.
Animali donatori: I maiali sono la specie più studiata per la loro somiglianza anatomica, crescita veloce e disponibilità, a differenza dei primati che presentano problemi etici e di disponibilità.
Gli xenotrapianti permetteranno di risolvere la drastica carenza di organi disponibili per i trapianti, riducendo le liste d’attesa per offrire un’alternativa ai pazienti per i quali non esistono altre opzioni di trattamento, come nei casi di insufficienza cardiaca o polmonare.
Molti Paesi, tra cui l’Italia, pongono questioni etiche che limitano la ricerca in questo campo ma dobbiamo chiederci se destinare gli organi di suino ad essere trapiantati è molto diverso dal ricavarne braciole e salcicce.
Una diversa e incruenta possibilità arriva dalla stampa 3D di tessuti biocompatibili cioè dalla biostampa 3D e utilizza bio-inchiostri composti da cellule viventi e materiali biocompatibili per creare strutture biologiche tridimensionali.
Questo processo viene utilizzato per scopi di ricerca e medicina rigenerativa, ad esempio per studiare malattie o testare farmaci, e mira a replicare l’architettura dei tessuti biologici naturali.
Si parte da un modello digitale 3D ottenuto da TAC o risonanza magnetica, che viene elaborato con software appositi; Cellule viventi e biomateriali biocompatibili vengono miscelati per creare l’inchiostro da stampare; infine la stampante 3D deposita il bio-inchiostro strato per strato seguendo il modello digitale, replicando la struttura desiderata.
La struttura stampata viene maturata in un bioreattore o stabilizzata con tecniche come la reticolazione con luce UV o calore, per permettere alle cellule di crescere e di sviluppare le proprietà del tessuto.
Questa tecnica permette di studiare malattie, la loro sintomatologia e di testare l’efficacia dei farmaci su tessuti umani realistici e personalizzati ma l’obiettivo finale è la produzione di tessuti e organi per il trapianto.
I materiali usati nella biostampa 3D includono materiali sintetici o naturali che possono interagire con tessuti viventi, come idrogel o polimeri biocompatibili; cellule umane derivate dal paziente per personalizzare il trattamento da integrare nella struttura stampata.