Tumore delle vie biliari: un modello 3D per accelerare ricerca e medicina personalizzata

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Tumore delle vie biliari: un modello 3D per accelerare ricerca e medicina personalizzata

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All’interno del chip di microfluidica, un modello 3D riproduce il microambiente in cui prospera il tumore, incluse le cellule endoteliali e le cellule T prelevate dal paziente.
di redazione

Non solo «accelerare la ricerca sul colangiocarcinoma, grazie a un sistema di laboratorio che riproduce al meglio ciò che osserviamo nei pazienti» ma anche «rendere le cure sempre più precise e mirate, poiché in futuro potrebbe permettere di valutare preventivamente l’efficacia delle terapie in ciascun paziente».

È così che Ana Lleo De Nalda, professoressa alla Humanitas University, e Marco Rasponi, professore di Tecnologie per la medicina rigenerativa al Politecnico di Milano, spiegano gli obiettivi del progetto che li ha portati a sviluppare un modello tridimensionale e personalizzato del tumore alle vie biliari, a partire da campioni di tumore prelevate dai pazienti.

In pratica, si tratta un chip di pochi centimetri di grandezza, che si può tenere tra le dita della mano, che al suo interno nasconde un modello tridimensionale e altamente fedele di un tumore delle vie biliari, il colangiocarcinoma appunto, completo del suo microambiente tumorale. Questo modello 3D di tumore, specifico per singolo paziente perchè realizzabile a partire da un campione di cellule prelevato dal paziente stesso, è quello che in inglese viene chiamato “organ-on-chip”, una tecnologia possibile grazie all’incontro tra biomedicina, fisica e ingegneria.

Il colangiocarcinoma è un tumore raro del fegato che colpisce ogni anno circa 5.500 persone in Italia. Purtroppo la diagnosi della malattia avviene spesso in fase avanzata, perché questo tipo di tumore dà pochi segni della sua presenza. Anche per questo motivo il trattamento è difficile: al momento della diagnosi solo il 10-30% dei pazienti hanno un tumore operabile chirurgicamente.

«Proprio per le ridotte opzioni terapeutiche e l’alta mortalità del colangiocarcinoma – spiega Ana Lleo, che è anche responsabile del laboratorio di Immunopatologia epatobiliare di Humanitas - abbiamo bisogno di nuovi modelli di laboratorio in grado di riprodurre le caratteristiche della malattia.

Da questo punto di vista è particolarmente importante l’interazione tra le cellule del tumore e quelle del sistema immunitario, che svolgono un ruolo fondamentale nella progressione e nella risposta ai farmaci». 

Quello realizzato dal gruppo di ricerca di Humanitas e Politecnico di Milano è un chip realizzato in un polimero delle dimensioni di pochi centimetri. «All’interno di questo dispositivo – precisa Rasponi, che al Politecnino di Milano è responsabile del Laboratorio di Microfluidica e Microsistemi biomimetici - nei canali micrometrici scavati grazie ad avanzate tecniche fotolitografiche, abbiamo “seminato” le cellule prelevate da pazienti con colangiocarcinoma, lasciando che riproducessero l’architettura del tumore».

I prossimi passi, aggiungono I ricercatori, saranno «arricchire ulteriormente il dispositivo, sia come modello per la ricerca sia come possibile test farmacologico personalizzato. Dobbiamo aggiungere, per esempio, alcuni tipi di cellule dell’immunità innata, come i macrofagi, che hanno un ruolo importante nella progressione del tumore, e introdurre delle micro-pompe in grado di riprodurre il flusso sanguigno all’interno dei vasi. Inoltre- concludono - vogliamo testare il sistema in gruppi più ampi di pazienti, per confermare la sua capacità di ricapitolare i fenomeni che osserviamo in clinica».

La ricerca è stata possibile grazie al sostegno di Fondazione Airc per la ricerca sul cancro e i risultati sono stati pubblicati sul Journal of Hepatology Reports