L’ultima frontiera del Bioprinting: il polmone

L’ultima frontiera del Bioprinting: il polmone

Negli Stati Uniti ci sono attualmente 114.000 persone in lista d’attesa per il trapianto di un organo.

In Italia, il 2018 è stato il miglior anno di sempre con 1.680 donatori e 3.718 trapianti ma il tempo medio di attesa in lista per un rene è di 3,3 anni.

Una vera rivoluzione in questo campo è stata l’introduzione della tecnologia 3D per stampare non più semplici protesi, ma veri e propri organi funzionanti. Grazie alla tecnica del bioprinting, in aprile gli scienziati dell’Università di Tel Aviv hanno presentato il primo cuore in miniatura al mondo stampato in 3D usando tessuto umano. Per la prima volta è stato ingegnerizzato e stampato un intero cuore completo di cellule, vasi sanguigni, ventricoli e camere.

Ma l’ingegneria tissutale fa passi velocissimi. È di poco tempo fa la notizia, pubblicata nella rivista “Science”, che un team di ricercatori americani guidato dagli scienziati della Rice University in Texas ha creato, grazie alla tecnica del bioprinting, un rudimentale modello di polmone in grado di ossigenare i vasi sanguigni circostanti. Un organo costituito da una sorta di sacco d’aria nel quale le vie respiratorie forniscono ossigeno ai vasi sanguigni circostanti.

Nel commentare i risultati della ricerca, Jordan Miller, docente di bioingegneria presso la Rice’s Brown School of Engineering ha spiegato: «Uno dei maggiori ostacoli alla produzione di sostituti del tessuto funzionale è la nostra incapacità di stampare la complessa vascolarizzazione in grado di fornire nutrienti ai tessuti densamente popolati. Inoltre, i nostri organi sono costituiti da reti vascolari indipendenti, come le vie aeree e i vasi sanguigni del polmone o i dotti biliari e i vasi sanguigni nel fegato. Queste reti interpenetranti sono fisicamente e biochimicamente connesse e la loro architettura stessa è intimamente legata al tessuto. La nostra è la prima tecnologia di bioprinting che affronta la sfida della multivascolarizzazione in modo diretto e completo».

Il team si è servito di una tecnologia  chiamata “Apparato Stereolitografico per l’Ingegneria Tissutale” (StereoLithography Apparatus for Tissue Engineering, SLATE) grazie alla quale singoli strati di hydrogel vengono stampati uno per uno a partire da una soluzione liquida iniziale e diventano solidi una volta esposti a una luce blu. Gli scienziati sono riusciti a ricreare una struttura che imita il polmone. Gli strati sono infatti sottili ma abbastanza robusti da poter tollerare il circolo di sangue e il flusso d’aria usato per simulare la respirazione umana e composti da materiali biocompatibili e capaci di riproporre la fine architettura interna di un organo complesso come il polmone.

«Siamo solo all’inizio della nostra esplorazione dell’architettura del corpo umano, abbiamo ancora tanto da imparare» ha dichiarato Miller.

C’è ancora tanta strada da fare prima che questa tecnica possa essere utilizzata davvero in sala operatoria, ma intanto gli scienziati del team hanno deciso di rendere il progetto open-source in modo che i ricercatori di tutto il mondo possano partire dai risultati delle loro scoperte per accellerare i progressi in questo campo.