Un innovativo modello colturale in-vitro, che utilizza materiale biologico di derivazione umana in un ambiente capace di riprodurre gli stimoli nativi, consente un sensibile risparmio a fronte di maggior efficacia e con i dovuti accorgimenti si presta anche a testare trattamenti farmacologici.
La necessità di comprendere a fondo le patologie umane ha portato la comunità scientifica a dotarsi di soluzioni innovative rispetto ai classici modelli in-vitro o in-vivo. Infatti, mentre nel primo caso è difficile riprodurre la complessità di un tessuto e del suo ambiente nativo, nel secondo l’utilizzo di cavie consente di valutare la risposta sistemica ma, benché tale pratica sia ancora in molti casi imprescindibile, si tratta di una metodica onerosa e non sempre in grado di fornire risultati efficaci.
Tali limitazioni potrebbero essere superate sfruttando un approccio in-vitro, meno oneroso ed in certi casi più efficace, in grado di aumentare la correlazione con la realtà, grazie ad esempio, all’utilizzo di materiale biologico di derivazione umana, mantenuto in un ambiente controllato e capace di riprodurre gli stimoli nativi. IVTech nasce nel 2014 proprio per seguire questa filosofia.
Il nostro obbiettivo è da sempre quello di fornire gli strumenti necessari per consentire di superare le limitazioni dei modelli in-vitro, avvalorando lo sviluppo di modelli complessi o 5D, ossia caratterizzati da cinque gradi di complessità. Proponiamo l’utilizzo di un costrutto cellulare tridimensionale o di una biopsia tissutale (I°-III° D), in alternativa alle colture monostrato, così da mimare la topologia del tessuto tipicamente osservata in-vivo.
Una volta che il costrutto è maturo, procediamo, esponendolo ad un ambiente dinamico (IV° D), caratterizzato da un liquido carico di nutrienti che, sfruttando l’azione di una pompa peristaltica, fluisce come il sangue nella circolazione corporea.
La presenza del mezzo di coltura in movimento favorisce lo scambio di ossigeno e induce una positiva stimolazione meccanica sul tessuto. Infine, considerando che in-vivo la risposta sistemica ad un insulto esogeno, come ad esempio la somministrazione di un farmaco, è mediata dall’interazione reciproca tra tessuti differenti, occorre sfruttare un “approccio multi-organo” (V° D).
Risulta così possibile interconnettere tessuti differenti, studiando lo scambio di informazioni o valutare l’effetto di un agente attivo su un tessuto target ed al contempo gli effetti secondari sugli organi correlati.
Lo scenario appena descritto è realizzabile sfruttando bioreattori trasparenti e modulari, in grado di ospitare diverse tipologie di tessuti. Mentre la modularità si traduce nella possibilità di mettere in comunicazione moduli differenti, la trasparenza delle camere si presta all’applicazione di tecniche di monitoraggio in real-time.
Il modello appena descritto consente di indagare sia fenomeni fisiologici (es: processo digestivo) che patologici (es: tumore al seno, glaucoma). Tuttavia, se da un lato la modellizzazione di uno scenario patologico si presenta come un valido aiuto per comprendere i meccanismi che regolano la patogenesi e l’evoluzione di una malattia e, in un secondo momento, per testare l’efficacia di trattamenti farmacologici, dall’altro richiede una complessità sperimentale maggiore.
Di conseguenza suggeriamo di precedere gradatamente, incrementare tale parametro uno step alla volta, aggiungendo ad esempio stimoli ambientali tipici della patologia in esame (es: incremento pressorio tipico dell’ipertensione o del glaucoma). Per far fronte a queste esigenze, nel corso degli anni IVTech ha ampliato il proprio portfolio prodotti offrendo, oltre alla tecnologia base, una serie di sistemi accessori, atti a risolvere le esigenze di controllo e modifica delle condizioni ambientali. Oltre a tutto questo, aiutiamo a livello di design ingegneristico del modello i nostri clienti, permettendo così al partner di avvalersi di un team multidisciplinare in grado di affrontare una così complessa tematica.
In conclusione, i risultati sperimentali finora ottenuti si dimostrano promettenti non solo da un punto di vista scientifico, che economico, consentendo in definitiva un sensibile risparmio rispetto all’attuale approccio metodologico. Risulta quindi auspicabile la sempre maggior diffusione di questa pratica, permettendo di ottenere risultati predittivi della realtà, ed al tempo stesso, sostenibili.
