Creare un gemello biologico. Sembra fantascienza, è realtà a Napoli. Dove un team dà istruzioni alle cellule, sfruttando la bioingegneria, per potenziare la loro funzione. Un altro crea dispositivi microfluidici che simulano il funzionamento di organi umani e vuole farlo sfruttando la stampa 3D. Entrambi giocano a Napoli, a due passi dallo stadio intitolato a Diego Armando Maradona, ma non l’uno contro l’altro. Assieme, all’interno del Center for Advanced Biomaterials for Health Care (Cabhc) dell’Istituto Italiano di Tecnologia, cercano soluzioni per migliorare diagnosi e cure. Wired Italia ha visitato i suoi laboratori da oltre 1.200 metri quadrati all’interno della Mostra d’Oltremare per scoprire come nascono i biomateriali e come fra qualche anno potrebbero salvarci la vita.
Viaggio nel laboratorio
Istruire cellule a ribellarsi ai tumori
Nel primo laboratorio si lavora sulla biologia sintetica, ovvero alla modifica delle istruzioni genetiche delle cellule. È guidata dalla ricercatrice Velia Siciliano, vincitrice di 2 grant dell’Erc (Consiglio Europeo della Ricerca) per studi collegate anche al premio Nobel in medicina di quest’anno. Il ricercatore del suo team che ci accoglie racconta come si stia provando “ad applicare concetti di ingegneria agli organismi viventi intervenendo su ciò che determina il comportamento cellulare. Vogliamo poterlo modificare dall’esterno”.
Per inserire nuove istruzioni si utilizzano soluzioni acquose o “virus modificati che evolutivamente sono esperti nel veicolare informazioni, fungendo da vettori”. L’applicazione più promettente riguarda i tumori solidi. Gli elementi genetici appositamente organizzati per essere recepiti dalle cellule hanno infatti lo scopo di “convincerle” a reagire alla patologia in modo diverso dal solito, opponendosi al suo sviluppo. Quelle a cui ci si rivolge ora sono le immunitarie, “le riprogrammiamo quasi come facciamo con i nostri telefonini – spiega Russo – solitamente i loro segnali che dicono ‘non mangiarmi’, ‘don’t eat me’, e noi diamo loro l’indicazione di disubbidire”.
Questo intervento genetico serve per minimizzare effetti collaterali e resistenze. Per capire quanto sia efficace si usa il citofluorimetro, uno strumento in grado di analizzare, contare, separare e identificare ogni singola cellula e controllare quanto abbia recepito le istruzioni di “ribellione” al tumore. Il risultato di questo monitoraggio è una schermata di grafici dove sciami di puntini di diverso colore evidenziano i passi avanti compiuti in questa sfida. La lettura non è immediata, ma si percepisce subito per quali cellule colorate tifare.
Organ-on-chip: più organ e meno chip
Parallelamente alla biologia sintetica, nello stesso edificio ci si occupa anche di organ-on-chip. Paolo Netti è il ricercatore che guida questa impresa, con l’obiettivo di ricreare in laboratorio un frammento di pelle, fegato o cervello che funzioni esattamente come quello vero. “Diversamente dai tessuti in vitro che si stanno sviluppando altrove, in questo gruppo di ricerca si lavora a tessuti tridimensionali e strutturati da un punto di vista della composizione e dell’architettura – spiega Netti – i nostri sono veri organo-chip, molto organ e poco chip, e replicano la struttura meglio e all’interno del suo ‘microambiente’, permettendoci simulazioni più realistiche”.
