La sfida della creazione di un bioarto

LA SFIDA DELLA CREAZIONE DI UN BIOARTO

Giugno 2015: Presso il laboratorio del dr Harald Ott, al Massachusetts General Hospital di Boston, si sta cercando di creare un bioarto completamente funzionale privo di rischi di reazione di rigetto. All’interno del laboratorio è stato creato per la prima volta un bioarto di topo.
Il bioarto è più complesso da costruire rispetto al singolo organo (cuore, polmone, ecc.) decellurarizzato a “scaffold” e poi ricellularizzato con le cellule del donatore.


bioarti di primati

primo bioarto al mondo (di un ratto) coltivato interamente in una capsula di Petri. https://www.digitaltrends.com/cool-tech/scientists-develop-first-biolimb/

Ott e colleghi hanno mostrato che l’arto di un primate può essere essere decellularizzato. Il suo team ha iniziato a ricolonizzare gli scaffold di primate con cellule umane che corrono lungo vasi sanguigni, il primo passo vesso un possibile bioarto umano, ed hanno iniziato gli esperimenti usando mioblasti umani su ratti al posto di quelli murini per creare strutture muscolari biologicamente attive. Sfide successive saranno quelle di creare una rete nervosa ed il rivestimento di pelle collegati al resto del corpo.
Secondo Ott è possibile che, in caso di progressi, nell’arco di una decina di anni i primi bioarti siano disponibili per test su umani.


L’OTT LAB (2019)

Polmone decellularizzato nel Laboratorio del dott. Ott (2019). https://ottlab.mgh.harvard.edu/

L’ingegneria degli organi è un’alternativa teorica al trapianto. Gli interi organi potrebbero essere derivati ​​dalle cellule del paziente e trapiantati in modo simile agli organi del donatore per superare la carenza di organi del donatore e la necessità di immunosoppressione. Molti traguardi importanti sono stati raggiunti verso l’obiettivo di costruire organi sostitutivi. I potenziali candidati di cellule sono stati derivati ​​da biopsie dei tessuti adulti e differenziati in alcuni dei tipi di cellule richiesti come miocardiociti, cellule endoteliali, pneumociti, cellule epiteliali. Sono state sviluppate condizioni di coltura per indurre l’assemblaggio di queste cellule in costrutti di tessuto funzionale. Tuttavia, la costruzione di impalcature  (scaffold) che delineano l’intera architettura degli organi e consente la formazione di innesti di dimensioni umane è stata un grande ostacolo.


una nuova tecnica per isolare gli scaffold

Al laboratorio del dott. Ott è stata sviluppata e segnalata per la prima volta una nuova tecnica per isolare gli scaffold di matrice extracellulare (ECM) di organi interi mediante un processo chiamato decellularizzazione della perfusione. In studi preliminari, questi scaffold di matrice extracellulare hanno supportato l’innesto di cellule specializzate per formare cuori, polmoni, reni, pancreas e tessuti compositi vitali e funzionali che potrebbero essere trapiantati e funzionare in vivo.

Nel laboratorio per la rigenerazione di organi del dott. Ott, vengono sviluppati ulteriormente “scaffold decellularizzati a perfusione” come piattaforma per l’ingegneria degli organi sviluppando condizioni adatte per gli organi umani, derivando popolazioni di cellule adulte da pazienti, progettando sistemi di bioreattori a dimensione umana e sviluppando condizioni di coltura di organi umani.


un lavoro collegiale

Il dott. Harald C. Ott. https://giving.massgeneral.org/organ-regeneration-research/

Il laboratorio è collegato alla “Harvard Stem Cell Institute“, al MIT, alla “Harvard Medical School“, alla “New England Organ Bank” e ai dipartimenti clinici della MGH. All’inizio del 2012 è stato avviato il primo studio clinico, che ha tentato di progettare un tessuto cardiaco funzionale per i pazienti in attesa di un cuore donatore. La ricerca del laboratorio ha un potenziale impatto clinico elevato e potrebbe non solo cambiare il campo dell’ingegneria degli organi, ma anche il trattamento dell’insufficienza degli organi. I progetti sono altamente innovativi e possono essere realizzati solo con l’aiuto di un team multidisciplinare creativo e flessibile.


vedi:

Bioingegneria di innesti intestinali derivati da cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo. Dal report sull’ingegneria di innesti intestinali umanizzati che ripopolano la matrice intestinale di ratto decellularizzata con epitelio intestinale derivato da cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo ed endotelio umano. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29018244

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