#Startup3D: TissueLabs utilizza il 3D bioprinting per creare organi artificiali

Quando si pensa alla stampa 3D nel settore medico, una delle applicazioni più interessanti è senza dubbio il bioprinting. Questo metodo di creazione di strutture cellulari a partire da bioinchiostri realizzati con cellule staminali è interessante per le sue molteplici possibilità, tra cui la creazione di pelle, tessuti e persino organi. Dato il continuo allungarsi delle liste di persone che necessitano un trapianto di organi, la possibilità di creare organi artificiali è particolarmente rivoluzionaria. Nonostante i progressi compiuti, la ricerca è ancora in corso. È qui che si inserisce l’attività di TissueLabs. L’abbiamo nominata startup 3D del mese per i suoi progressi nel bioprinting e nelle biostampanti per la creazione di organi artificiali. Abbiamo parlato con Gabriel Liguori, fondatore e CEO di TissueLabs, per saperne di più su come funziona la sua tecnologia e sui suoi obiettivi per il futuro.

3DN: Puoi presentarti e spiegare il tuo legame con la stampa 3D?

Mi chiamo Gabriel Liguori e sono il fondatore e CEO di TissueLabs. Dirigo TissueLabs nello sviluppo di organi artificiali in laboratorio per superare gli attuali limiti del trapianto di organi. Sono un medico con un dottorato di ricerca in medicina rigenerativa cardiovascolare e chirurgia toracica e cardiovascolare. Sono stato nominato da Forbes 30 Under 30 nel 2018 e nominato da MIT Technology Review come una delle giovani menti più innovative della mia generazione (MIT Innovators Under 35).

Gabriel Liguori

Ho iniziato a lavorare con il bioprinting durante il mio dottorato. Anche se non era l’obiettivo della mia tesi, incentrata sui nuovi approcci all’ingegneria dei tessuti vascolari, ho convinto il mio relatore ad acquistare una biostampante 3D per poter sviluppare innesti vascolari ingegnerizzati. Dopo il processo di acquisizione, abbiamo iniziato ad avere problemi con il sistema. Pochi mesi dopo, ho terminato i miei studi di dottorato all’Università di Groningen (Paesi Bassi) – senza riuscire a fare ciò che mi aspettavo dal bioprinting – e mi sono trasferito in Brasile, dove ho avuto l’opportunità di creare un nuovo laboratorio sull’ingegneria dei tessuti all’Università di San Paolo. Lì ho deciso di acquistare una biostampante da un’altra azienda. Purtroppo, ancora una volta, ho sperimentato ripetute delusioni.

Per uno scherzo del destino, ho incontrato il mio socio in affari, Emerson Moretto, mentre stavo sviluppando un progetto per testare la resistenza dei vasi sanguigni che stavamo realizzando in laboratorio. Stava sviluppando la sua biostampante, solo per divertimento. Quando ho visto il sistema, ho capito che aveva creato qualcosa di più semplice e molto più efficace per realizzare gli innesti vascolari che volevamo. Così abbiamo rinunciato ai costosi sistemi e abbiamo iniziato a usare la sua stampante. Ci ha cambiato la vita! È così che ho iniziato a lavorare con il 3D bioprinting.

3DN: Come è nata TissueLabs?

Ho creato TissueLabs perché ho un sogno: creare cuori bio-artificiali per i trapianti! Sono nato con una cardiopatia congenita e sono stato in ospedale fin dalla mia prima settimana di vita. Sono stato fortunato perché, pur avendo una malattia grave, ho ricevuto un trattamento medico adeguato – sono stato operato a cuore aperto quando avevo due anni – e da allora mi sono rimesso. Molti bambini non sono così fortunati e potrebbero aver bisogno di un trapianto di cuore. Tuttavia, è estremamente difficile trovare un organo per questi pazienti, soprattutto a causa del basso numero di donatori, specialmente in questa fascia di età.

Crediti foto: TissueLabs

Grazie alla mia esperienza personale fin dalla prima infanzia, ho deciso di diventare medico e mi sono laureato in medicina nel 2014. Al termine dei miei studi, ho sentito parlare di ingegneria tissutale e ho scoperto il potenziale di questa tecnologia per creare tessuti e organi bio-artificiali da trapiantare in futuro. Ho quindi deciso di approfondire l’argomento e di sospendere per un po’ la mia carriera medica per dedicarmi al dottorato di ricerca in questo settore. Quando l’ho completato nel 2019, ero così coinvolto nell’ingegneria dei tessuti che ho preso la difficile decisione di non intraprendere la carriera medica. Mi sono invece concentrato sulla ricerca e sullo sviluppo per portare questa tecnologia ai pazienti. Sapevo di non poter fare entrambe le cose contemporaneamente, ma se fossi tornata alla professione medica, temevo che nessun altro sarebbe stato in grado, disposto e impegnato a fare ciò che io volevo.

Inizialmente avevo pensato di farlo in ambito accademico, motivo per cui ho potuto aprire un laboratorio in Brasile, ma mi sono presto reso conto che gli obiettivi e gli incentivi in ambito accademico non erano gli stessi di cui avevo bisogno. Dovevo farlo in un’azienda, così ho fondato TissueLabs. Abbiamo avviato l’azienda in Brasile, ma dopo pochi mesi dall’inizio delle attività l’abbiamo trasferita in Svizzera, perché abbiamo trovato un ambiente ideale e unico per le start-up biotecnologiche. Da allora siamo cresciuti rapidamente, raddoppiando ogni anno la nostra base di clienti.

3DN: Può dirci qualcosa di più sulle biostampanti di TissueLabs?

Attualmente disponiamo di due sistemi di bioprinting: TissueStart™, un sistema basato sull’estrusione, e TissueRay™, un sistema basato sulla stereolitografia.

TissueStart™ è stato il nostro primo lancio nel 2020. L’abbiamo progettato per gli scienziati che hanno appena iniziato a lavorare con il bioprinting. Offre il miglior rapporto costi-benefici del mercato, a partire da 7.999 dollari per un sistema a pistone a doppia testa, che offre un controllo molto maggiore sull’estrusione del bioink rispetto ai sistemi pneumatici convenzionali. La nostra soluzione è in grado di aspirare, garantendo punti di inizio e fine precisi, riducendo gli sprechi di bioinchiostro e l’eccessiva estrusione. È un sistema compatto e facile da usare, che pesa solo 4 kg circa e non richiede un compressore d’aria. Ha anche un sistema di estrusione proprietario ciamato Mixtrusor™, in grado di combinare diversi bioinchiostri permettendo di creare tessuti 3D complessi. È costruito in plexiglas, che offre elevata resistenza, lunga durata e facilità di pulizia.

La biostampante TissueStart (crediti: TissueLabs)

Abbiamo lanciato, invece, TissueRay™ alla fine del 2021. È la prima biostampante 3D MSLA sul mercato, che porta la velocità della luce nel 3D bioprinting. Offre la combinazione perfetta di alta risoluzione e produttività, con uno schermo 4K che offre un dot pitch di 35 μm (risoluzione XY teorica) e una precisione Z motorizzata di 10 μm. A seconda del materiale, può stampare alla velocità di un secondo per strato. Ha un volume di costruzione di 193 cm3 con una base circolare di 6×6 cm. Può essere personalizzato in base alle esigenze del cliente. TissueRay™ consente di creare dispositivi microfluidici, organi su chip, costrutti caricati con cellule e scaffold per applicazioni di ingegneria tissutale e medicina rigenerativa. Il sistema parte da 15.999 dollari.

Infine, offriamo anche biomateriali da utilizzare con le biostampanti, ma anche per i ricercatori che eseguono esperimenti di coltura cellulare 3D più convenzionali, indipendentemente dal fatto che dispongano o meno di una macchina. Oltre a tutti questi biomateriali generici – alginato, GelMA, pluronici, ecc. – offriamo idrogeli specifici per 15 diversi tessuti: adipe, osso, cervello, cartilagine, colon, rene, fegato, polmone, muscolo, miocardio, pancreas, pelle, milza, stomaco e vasi. Li chiamiamo MatriXpec™.

Crediti foto: TissueLabs

3DN: Quali applicazioni sono state realizzate finora con le vostre biostampanti?

È una bella domanda, perché i ricercatori stanno facendo cose che non avremmo mai potuto immaginare quando abbiamo sviluppato i nostri sistemi e bio-materiali. Abbiamo oltre 100 laboratori che utilizzano i nostri prodotti in 20 paesi diversi, quindi c’è molto da fare.

Per citarne solo alcuni, i ricercatori stampano in 3D: materiali auto-ossigenanti per creare microtessuti; tessuto cartilagineo per studiare la tendinosi; mini-intestini per studiare l’assorbimento dei nutrienti e il cancro del colon-retto; il microambiente degli alveoli in vitro per studiare il cancro del polmone; cellule cardiache per studiarne il comportamento sotto diversi stimoli meccanici; pelle per la sostituzione di modelli animali; tessuto pancreatico per studiare il diabete e tanto altro. Inoltre, sono in fase di sviluppo delle strategie per la rigenerazione dei tessuti orali e dentali, nonché di difetti ossei congeniti e acquisiti. Le applicazioni sono infinite e sono per lo più limitate dalla creatività degli utenti finali.

Le applicazioni possibili sono infinite (crediti foto: TissueLabs)

3DN: Come vede il futuro del bioprinting nel settore medico?

Credo che molte cose cambieranno. Le tecnologie attualmente disponibili sono un ottimo inizio, ma non ci permetteranno di realizzare veri e propri organi bio-artificiali. Ritengo che il bioprinting sia ancora agli inizi e che ci sia ancora molto da fare. L’innovazione è il fattore critico in questo campo; c’è così tanto da sviluppare che diventa difficile immaginare il futuro se ci si attiene alle soluzioni attualmente disponibili. Probabilmente vedremo nuovi sistemi che utilizzano tecnologie che non sono ancora state inventate!

3DN: Un’ultima battuta per i nostri lettori?

Sono disponibile ad ascoltare le esigenze dei lettori e capire come possiamo continuare a migliorare i nostri sistemi e biomateriali per consentire loro di creare tessuti e organi in laboratorio, sia per la ricerca biomedica che per future applicazioni cliniche. Possono scrivere a [email protected] e io risponderò personalmente.

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