Bio-ingegneri stampano tessuti viventi dotati di vasi sanguigni

Immaginate una stampante a inchiostro speciale, con cui stampare tessuti viventi dotati di vasi sanguigni, che intrecciati tra loro danno vita a veri e propri organi. È questa l’idea da cui è partito il gruppo di scienziati della Harvard University guidato da Jennifer Lewis.

L’ambizioso obiettivo dei bio-ingegneri è costruire parti di ricambio per gli organi umani come il rene o il polmone a partire dalle cellule proprie dei pazienti. La scoperta potrebbe rappresentare una vera e propria svolta nel campo della donazione degli organi. Niente più lunghe liste di attesa per i pazienti, i quali avrebbero a disposizione dei ricambi personalizzati senza il rischio di rigetto.

I biologi sanno già come fabbricare piccole porzioni di tessuto in laboratorio, ma per poter ottenere dei veri e propri organi è necessario fabbricare tessuti più grandi, che si ottengono creando complesse reti tridimensionali di vasi sanguigni. È questo il salto di qualità che consente ai tessuti di raggiungere le dimensioni e la complessità proprie degli organi.

Ed è questo l’obiettivo degli studi dei ricercatori di Harvard, che hanno presentato una stampante 3D e un set di inchiostri con i quali è possibile stampare rapidamente tessuti sottili dotati di vasi sanguigni.

I tessuti artificiali privi di vasi sanguigni devono essere necessariamente molto sottili, per permettere la diffusione dell’ossigeno e degli altri nutrienti e impedire l’accumulo di metaboliti tossici. Gli scienziati di Harvard sono riusciti a stampare dei tessuti che superano il millimetro di spessore, ma il loro obiettivo è creare tessuti ancora più spessi utilizzando questo approccio mirato alla vascolarizzazione.

Utilizzando un’apposita bio-stampante, un inchiostro “fuggitivo” per la vascolarizzazione e degli altri bio-inchiostri contenenti matrice cellulare e cellule umane, i ricercatori sono riusciti a stampare un tessuto 3D. Image credit: Lewis Lab/Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University.

Il tessuto stampato contiene tre tipi di cellule viventi che sono tracciate in rosso, blu e verde (vedere l'immagine al microscopio in alto e lo schema in basso).
Image courtesy of David Kolesky and Lei Jin.

La bio-stampante di Harvard funziona con due tipi di inchiostro di base. Uno è costituito da una sostanza gelatinosa che può essere caricata con vari tipi cellulari.

E l’altro è un inchiostro “vascolarizzato”, costituito da uno speciale co-polimero denominato Pluronic 127. Si tratta di un materiale liquido a temperatura ambiente, ma che solidifica raffreddandosi.

Come avviene quindi la stampa? Il tessuto viene prima stampato per intero a temperatura ambiente, utilizzando l’inchiostro vascolarizzato e degli inchiostri gelatinosi contenenti matrice extracellulare e cellule umane. Il tessuto artificiale così ottenuto viene raffreddato e perfuso con un substrato cellulare che serve a lavare via il co-polimero. Il risultato è una rete tubulare perforata in cui è possibile impiantare le cellule da cui origineranno i vasi sanguigni.

Per il momento si tratta ancora di sperimentazioni, ma affinando la tecnica e utilizzando dei metodi per aumentare la resa, i ricercatori sostengono di poter arrivare a stampare un tessuto di volume pari a quello del fegato umano, circa 1000 cm3, nel giro di qualche ora.

Autrice: A. Vessia / Fonte: lswn.it