Un team di ricerca della Carnegie Mellon University di Pittsburgh ha ricevuto un finanziamento di 28,5 milioni di dollari dall’ARPA-H per realizzare il progetto LIVE (Liver Immunocompetent Volumetric Engineering). L’obiettivo? Produrre tessuto epatico funzionale per pazienti affetti da insufficienza epatica acuta utilizzando il bioprinting 3D.
Il fegato è uno degli organi più resilienti del corpo umano. È in grado di sostituire le proprie cellule in risposta a lesioni acute e croniche, un processo noto come “rigenerazione epatica”. La letteratura attuale ci dice che la rigenerazione del fegato avviene attraverso vari meccanismi, come l’attivazione delle cellule epatiche o la riprogrammazione metabolica. Tuttavia, queste soluzioni non funzionano sempre per tutti. Il progetto LIVE è nato proprio per affrontare questa importante sfida di salute pubblica.
Tessuto epatico biostampato in 3D utilizzando la tecnologia FRESH (Crediti foto: Carnegie Mellon University).
Il progetto LIVE non mira a creare immediatamente un organo permanente, quanto piuttosto un tessuto epatico temporaneo che offra all’organo il tempo necessario per rigenerarsi. Il team, guidato dal Dr. Adam Feinberg, utilizzerà due tecnologie sviluppate presso l’università. In primo luogo, la tecnologia FRESH (Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels): si tratta di una tecnica di bioprinting che consente di estrudere bio-ink morbidi, come il collagene, all’interno di un idrogel di supporto termoreversibile. Questo impedisce alle strutture di collassare sotto il proprio peso, permettendo la creazione di architetture vascolari complesse e precise con proteine strutturali e cellule umane.
La seconda tecnologia impiegata è quella delle piattaforme 3D Ice. Si tratta di una tecnologia complementare che utilizza processi di congelamento controllato per creare scaffold (impalcature) con una specifica porosità interna, essenziale per la sopravvivenza cellulare e il flusso di nutrienti. Grazie a queste innovazioni, il team sarà in grado di creare tessuti composti interamente da cellule umane e proteine strutturali, eliminando i componenti sintetici che spesso vengono rigettati dall’organismo o causano infiammazioni.
Uno dei maggiori ostacoli nel trapianto di organi, biostampati o meno, è la risposta del sistema immunitario. Il progetto LIVE affronta questo problema utilizzando cellule ipoimmuni. Queste cellule sono state modificate geneticamente per agire come un “donatore universale”, rendendo il tessuto stampato compatibile con qualsiasi paziente senza la necessità di farmaci immunosoppressori, spesso tossici per le funzioni renali ed epatiche. “L’obiettivo è creare una porzione di tessuto epatico da utilizzare come alternativa al trapianto, specificamente per l’insufficienza epatica acuta”, spiega il Dr. Feinberg. “Il fegato che stiamo creando durerebbe dalle due alle quattro settimane. Darebbe ai pazienti il tempo necessario affinché il proprio fegato si rigeneri; a quel punto, non avrebbero più bisogno di un trapianto, lasciando quegli organi disponibili per altri pazienti”.
La portata del progetto ha richiesto un team multidisciplinare, che include esperti della University of Washington, della Mayo Clinic e di FluidForm Bio, Inc. La tabella di marcia è ambiziosa: entro cinque anni, il team spera di avere fegati bioingegnerizzati su scala adulta pronti per i test preclinici.
Sebbene l’obiettivo iniziale sia l’insufficienza epatica acuta, le capacità di biofabbricazione sono scalabili. In un comunicato stampa pubblicato dalla Carnegie Mellon University riguardo al progetto LIVE, è stato dichiarato che se si riuscirà a stampare un fegato funzionale e correttamente vascolarizzato, la tecnologia potrebbe essere adattata per costruire cuori, pancreas e reni: una soluzione che potrebbe ridurre drasticamente le liste d’attesa per i trapianti.
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*Crediti foto di copertina: News.VA
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