Fabbricanti di organi?

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Nasce la prima fabbrica di organi: così titolava la Repubblica qualche giorno fa.

Sono quindi andato a recuperare il lavoro originale di Takanori Takebe e staff della Yokohama City University (Giappone) pubblicato sulla rivista CellReprorts.
Cercherò di essere meno tecnico possibile ma purtroppo probabilmente alcuni tecnicismi mi sfuggiranno... se non capite qualcosa ponete pure domande qui sotto.

Il corpo umano contiene centinaia di cellule specializzate a fare ognuna compiti ben precisi e queste cellule poi si organizzo in tessuti e organi. Alcune cellule (come ad esempio quelle dei vasi sanguigni) sono presenti praticamente in ogni organo mentre altre sono tipiche solo di un tessuto o organo.

Senza troppo entrare nei dettagli sappiate che più una cellula è differenziata più fa fatica a moltiplicarsi e riprodursi; per farlo deve tornare ad uno "stato embrionale" o -tecnicamente parlando- mesenchimale/staminale. Le cellule staminali quindi rappresentano un po' il "sacro graal" della medicina rigenerativa perché con esse si possono potenzialmente rigenerare organi e tessuti.
Una cellula staminale è una cellula indifferenziata che può cambiare in uno o molti tipi di cellule specializzate.
Ad oggi sono usate in ricerca sostanzialmente due tipi di cellule staminali: le cellule staminali pluripotenti indotte o (iPSC ) o le cellule staminali embrionali derivate da embrioni. Le iPSC si ottengono tramite un processo di riprogrammazione chimico/genetica partendo da cellule più o meno specializzate generalmente prelevate da cordone ombelicale o da persona adulta. Questo processo è stato talmente importante per la biologia che il ricercatore (il professore giapponese Yamanaka) nel 2012 è stato insignito del premio nobel per la medicina.

Tornando a noi, che ha fatto Takebe?
Ha prelevato cellule da donatori adulti e da cordoni ombelicali prima trasformandole in iPSC per poi andare a ri-stimolarle a differenziarsi nei vari tipi di cellule che compongono il fegato.
Questo "cocktail di cellule" è stato messo in particolari capsule di plastica in grado di stimolarle a formare i cosiddetti "organoidi"; cioè strutture 3D che assomigliano per struttura generale e funzionalità a dei "mini-organi" in tutto e per tutto. Il processo non è affatto scontato, ma per la gioia dei ricercatori, l'insieme di cellule si è organizzato in queste strutture in circa 48 ore.
Questi organoidi di fegato sono stati trapiantati nei topi dove hanno continuato la loro maturazione ed eseguito diverse funzioni caratteristiche del fegato umano: hanno secreto due proteine ​​caratteristiche dell'uomo e sono stati in grado di metabolizzare due farmaci (uno dei compiti fondamentali del fegato è il metabolismo delle sostanze con funzione farmacologica). Inoltre, in topi dove è stato generato un grave danno epatico, questi organoidi sono stati in grado di prolungare la vita di circa un mese rispetto ai "compagni" non trattati (e in un topo un mese non è proprio pochissimo). 

La parte più importante del lavoro è quindi stata quella di prelievo, manipolazione (riprogrammazione a cellule epatiche), caratterizzazione di queste cellule (prima di fare gli organoidi il gruppo si è assicurato che le cellule si fossero differenziate correttamente) e costruzione degli organoidi. Il lavoro in vivo sui topi è stato molto importante ma al fine di verificare se in vivo questi organoidi svolgessero la loro funzione.

Il passo successivo è quello di aumentare e velocizzare la produzione in laboratorio degli organoidi di fegato in modo che possano essere prodotti su scala pseudo-industriale. Il successo di questo potenziamento -per discorsi sia di qualità che di tecnologia- richiederà probabilmente circa dieci anni.

L'aspetto innovativo di questa ricerca è l'uso degli organoidi a fine di trapianto: fin'ora l'uso e lo studio degli organoidi era stato finalizzato principalmente allo studio funzione e patologie dei vari organi che "simulano", i pochi studi che sono stati fatti in tal senso non hanno portato a risultati straordinari. Questo è tra i primi studi che hanno come obbiettivo la produzione massiva di organoidi a scopo di trapianto.
Nel frattempo che la ricerca va avanti, queste strutture 3D potrebbero essere usate per testare i farmaci prima che vengano venduti al pubblico. Come molti altri organoidi prodotti è probabile che possano produrre ottimi risultati comparati o comparabili ad altri test di farmaci su modelli animali (proponendosi così come metodo complementare o -in futuro- sostitutivo).

Questo lavoro è il primo passo per far crescere fegati sostitutivi da cellule staminali per i trapianti. Il trapianto di fegato si può effettuare da donatore vivente senza trapianto dell'organo completo (anche perché sennò il donatore muore ndr) in quanto basta trapiantarne una parte sufficientemente grande e questo tende naturalmente a ricrescere sia nel donatore che nel ricevente. Nonostante, quindi, il fegato sia un organo "facilmente" trapiantabile (in realtà esistono rischi e complicanze non da poco) rispetto ad altri organi, nel 2016 circa 15.000 persone negli Stati Uniti erano in lista d'attesa per un trapianto di fegato mentre i trapianti effettuati (unendo sia quelli da vivente che da cadavere) sono stati meno di 8000 (fonte), mentre in Italia la situazione va meglio su 1.288 pazienti usciti dalla lista nel 2015, 1.067 hanno ricevuto un trapianto (pari al 82%).

L'uso di "fabbriche d'organi" (Takebe non è il primo e non sarà l'ultimo a provarci sia per il fegato che per altri organi) quindi è una applicazione interessante che però può lanciare alcuni dubbi etici -ben riassunti qui- come ad esempio il valore che i donatori di cellule possono attribuire agli organoidi derivati dalle loro cellule (pensiamo ad esempio ai "mini-brain" già sviluppati) o al limite di crescita in laboratorio (ad oggi si usa il limite di 14 giorni come per lo studio sulle cellule embrionali: è giusto?); la gestione dell "bio-banche" e dei dati personali in esse depositate... insomma molti interrogativi bio-etici su cui la comunità scentifica deve decidere in concerto con la "comunità laica".


FONTI

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