Organi e tessuti stampati in 3D: la nuova frontiera della medicina rigenerativa

Come funzionano le stampanti 3D?

Specialista in Malattie infettive e Medicina legale

Se si guarda ai grandi progressi compiuti in ambito scientifico nell’ultimo anno non si possono ignorare quelli legati all’utilizzo delle tecnologie in 3D per stampare organi e tessuti.

Una nuova frontiera, quella del bioprinting, che promette grandi cose in ambito CLINICO e scientifico. Solo qualche giorno fa alcuni ricercatori dell’Università di Cambridge, guidati da Keith Martin e Barbara Lorber, sono riusciti a produrre con la tecnologia a stampa 3D dei tessuti della retina in topi adulti.

Grazie al bioprinting gli scienziati hanno stampato con una stampante piezoelettrica a getto di inchiostro tessuti di cellule gangliari, cioè le cellule deputate all’invio di informazioni dall’occhio verso il cervello, e di cellule gliali, che proteggono i neuroni e ne favoriscono la funzionalità.

E ancora, nello scorso anno sono state gettate le basi per la realizzazione di tessuti epatici in 3D, al punto che gli scienziati si dicono certi di poter sviluppare entro la fine del 2014 un fegato umano che potrebbe essere impiegato efficacemente nella ricerca e nello sviluppo di nuovi farmaci.

Ma come funzionano le stampanti 3D? Queste stampanti utilizzano inchiostro di cellule staminali e stampano del Tessuto che può essere utilizzato per creare delle strutture più complesse con l’ausilio di un idrogel che fa da collante. Queste nuove scoperte possono rivelarsi estremamente utili per la ricerca scientifica e farmacologica, per una migliore comprensione dei meccanismi di funzionamento degli organi, ma anche per rigenerare tessuti danneggiati o addirittura per i trapianti d’organo.

Grandi speranze sono riposte in Stuart K. Williams e nel suo team del Cardiovascular Innovation Institute della University of Louisville che hanno annunciato di essere in grado di produrre entro l’anno il primo Cuore umano stampato in 3D. Per adesso Williams è riuscito a stampare piccoli vasi sanguigni che potranno essere connessi tra loro e collegati ai tessuti cellulari. Il prossimo passo sarà quello di provare ad ottenere vasi sanguigni più grandi.

Le cellule staminali sono cellule giovani in grado di autorigenerarsi e differenziarsi, utilizzate per la riparazione di un danno a tessuti e organi.

Ultimo aggiornamento: 03 Luglio 2018

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Commento del medico

Dr. IOVINELLA VINCENZO

Specialista in Malattie infettive e Medicina legale

È difficile commentare notizie scientifiche che sanno di fantascienza. Non penso ci siano molti che hanno le cognizioni di una stampante tridimensionale che, con opportuni programmi, è in grado di riprodurre gli oggetti di uso quotidiano e non.

L’idea più vicina ai non addetti è la fotocopia ovvero la riproduzione fotografica bidimensionale di un documento, fotografia o quant’altro possa essere posato su un vetro e fotocopiato. Nelle nostre case da poco si sono affacciate le televisioni 3D che, si sa, hanno bisogno di tecnologia avanzata ed occhiali speciali.

Le stampanti tridimensionali ricostruiscono la materia nelle tre dimensioni spaziali, ma finora si è potuto riprodurre essenzialmente modelli privi di vita propria, partendo da materie plastiche, metalli duttili che vengono plasmati in piani sovrapposti a formare le forme più svariate. Il passo successivo è stato quello di utilizzare particolari stampanti tridimensionali in grado di utilizzare come materia prima le cellule, fonte di vita.

Questo ci fa comprendere come ingegneria, biotecnologia, chimica, elettronica si siano unite per dar vita a materia vivente sotto forma di prototipi di tessuti di retina, reni, vasi, fegato. Certo, non siamo ancora di fronte alla fabbricazione degli organi da trapiantare ma di macroaggregati cellulari specialistici che possono avere grande utilità nella ricerca farmacologica e negli studi sperimentali.

Al momento non si può preventivare la data in cui sarà dato l’annuncio di aver riprodotto in laboratorio, con queste tecniche, organi completi, ma la bioingegneria è già riuscita a stupirci con la progettazione di macchine con un grado di raffinatezza tale da utilizzare singole cellule che vengono assemblate e stratificate in una matrice 'gel' a formare strutture biologiche più complesse.

Siamo all’inizio di una rivoluzione scientifica di cui non si conoscono i limiti che fa ipotizzare la possibilità di giungere, in futuro, alla produzione di organi completi che potrebbero sopperire all’attuale carenza di organi da trapiantare, forse superando anche il fenomeno del rigetto. Augurandoci che tali ricerche siano condotte sempre eticamente per evitare che tali scoperte vengano estremizzate con l’intento di creare il clone dell’uomo.