Ricerca: creato polmone 3D in provetta con staminali e perline di gel

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Perline di gel e staminali. Sono gli ‘ingredienti’ con cui un team di scienziati è riuscito a creare in un laboratorio Usa un ‘polmone 3D‘ in provetta. Per la precisione di tratta di organoidi, strutture tridimensionali ‘gemelle’ del tessuto polmonare. “La tecnica è semplice”, spiegano gli esperti dell’Ucla (University of California, Los Angeles): minuscole goccioline di gel vengono rivestite con cellule staminali di derivazione polmonare, permettendo loro di autoassemblarsi nella forma tipica – intervallata da sacche d’aria – del polmone umano. “Anche se non abbiamo costruito un polmone completamente funzionale, siamo stati in grado di prendere le cellule polmonari e metterle nella corretta spaziatura geometrica, modellandole in modo tale da simulare un polmone umano“, spiega Brigitte Gomperts, professore associato di Ematoncologia pediatrica e autrice principale dello studio pubblicato sulla rivista ‘Stem Cells Translational Medicine’. Il simil tessuto polmonare cresciuto in laboratorio, spiegano gli autori del lavoro, dell’Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research dell’Ucla, potrà essere usato per studiare varie malattie, compreso la fibrosi polmonare idiopatica, che è sempre stata difficile da indagare con metodi convenzionali. Questa patologia cronica è caratterizzata da un processo di cicatrizzazione dei polmoni che li rende spessi e rigidi, cosa che nel tempo porta a una mancanza di respiro che peggiora progressivamente, e a una carenza di ossigeno al cervello e agli organi vitali. L’incapacità di creare in laboratorio, su un ‘piatto’ (una piastra di Petri), un modello della fibrosi polmonare idiopatica rende difficile studiare la biologia della malattia e progettare possibili trattamenti. Gomperts e colleghi hanno usato staminali create da cellule adulte dei polmoni per rivestire perline di idrogel appiccicoso, che hanno poi suddiviso in piccoli pozzi ognuno di soli 7 millimetri. All’interno di ogni pozzetto, le cellule polmonari sono cresciute intorno alle perline e, collegandosi, hanno formato una struttura tridimensionale uniformemente distribuita. Per dimostrare che questi piccoli organoidi imitano la struttura di un vero polmone, i ricercatori hanno poi confrontato i tessuti cresciuti in laboratorio con sezioni reali di polmone umano. E’ emerso, spiega il primo autore dello studio Dan Wilkinson, del Dipartimento di scienza dei materiali e ingegneria, che “siamo in grado di fare migliaia di pezzi di tessuto riproducibili che assomigliano ai polmoni e contengono cellule specifiche del paziente“. Non solo: quando Wilkinson e Gomperts hanno aggiunto alcuni fattori molecolari alle ‘colture 3D’, i polmoni hanno anche sviluppato cicatrici simili a quelle osservate nelle persone con fibrosi polmonare idiopatica, un traguardo che non si era riusciti a raggiungere usando colture cellulari bidimensionali. Con questi organoidi, oltre a studiare le basi biologiche delle malattie polmonari, si potranno testare possibili trattamenti. “Una base per la medicina di precisione e i trattamenti personalizzati“, conclude Gomperts.