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Tessuti creati in laboratorio per riprodurre malattie renali

Lo sviluppo di nuovi farmaci efficaci per la cura delle malattie renali è fortemente limitato dalla mancanza di sistemi in vitro in grado di riprodurre il tessuto renale umano affetto da malattia, ed è per questo che alcuni farmaci che sembrano efficaci in vitro, falliscono nei test clinici.

Ora, gli scienziati dell’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri hanno sviluppato una tecnologia per costruire in laboratorio strutture tubulari renali complesse, utilizzando dei dispositivi ottenuti con stampante 3D. Questi tubuli presentano caratteristiche strutturali e funzionali dei tubuli renali in vivo e sono stati usati per riprodurre in vitro malattie renali, eseguire screening farmacologici personalizzati, individuare nuovi composti con potenziale terapeutico, e studiare lo sviluppo embrionale renale e le sue anomalie.

Guidati da Valentina Benedetti, Valerio Brizi dell’Istituto Mario Negri di Bergamo e Patrizia Guida dell’Università di Genova (che ha contribuito allo studio costruendo questi dispositivi), il gruppo multidisciplinare di ricercatori ha utilizzato i dispositivi stampati in 3D e le cellule del rene per sviluppare un sistema per ingegnerizzare i tubuli renali complessi e funzionanti. Il team ha poi usato questo sistema per far crescere in laboratorio tubuli policistici dalle cellule stesse del paziente per testare l’efficacia di vari farmaci e ha scoperto un nuovo possibile trattamento farmacologico per la malattia del rene policistico.

A partire da cellule adulte che vengono riprogrammate e trasformate in staminali, gli scienziati hanno poi ottimizzato il loro metodo per generare la forma fetale di tubuli umani funzionanti, con lo scopo di studiare i normali processi di sviluppo renale e le malattie legate allo sviluppo renale.

Il loro lavoro, che è stato pubblicato sulla rivista di settore EBioMedicine il 3 luglio 2018, apre diverse strade: può fornire nuove informazioni sulla patogenesi di malattie renali e sullo sviluppo di nuove cure; accelerare e migliorare la valutazione dell’efficacia dei farmaci; gettare le basi per nuove tecnologie nel campo della bioingegneria renale, per costruire tessuti con le cellule dei pazienti da utilizzare in futuro per il trapianto, come terapia sostitutiva.

“La capacità di creare in laboratorio tessuti renali umani in modo preciso e che si possa replicare – spiega Christodoulos Xinaris, capo del Laboratorio di Organ Regeneration del Mario Negri, che ha supervisionato lo studio - permette di studiare i normali processi o difetti dello sviluppo renale e di testare farmaci nuovi direttamente sul tessuto umano in vitro. Per esempio, testare l’efficacia di un farmaco direttamente sui tubuli costruiti in vitro utilizzando le cellule di un paziente, ci ha permesso di identificare quale trattamenti siano più efficaci per quel paziente specifico. Questo è essenziale per capire le basi molecolari che stanno dietro alle diverse risposte dei pazienti allo stesso farmaco, per una medicina più personalizzata”.