Meno test sugli animali e ricerca più precisa: da Pisa l’intestino artificiale che si muove come quello umano
Un passo in avanti decisivo per la ricerca medica e un’alternativa sempre più concreta all’uso degli animali in laboratorio. Nasce all’Università di Pisa il primo intestino artificiale capace di contrarsi e replicare fedelmente la peristalsi umana, riproducendo in provetta i reali movimenti dell’organismo.
La scoperta, firmata dal gruppo di biofabbricazione guidato dal professor Giovanni Vozzi (Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e Centro di Ricerca “E. Piaggio”) in collaborazione con il professor Yu Shrike Zhang della Harvard Medical School di Boston, è stata appena pubblicata sulla rivista internazionale “Results in Engineering”.
Come funziona il bioreattore “intelligente”. Tecnicamente si tratta di un bioreattore di nuova concezione. A differenza delle classiche colture in vitro – rigide e statiche –, questo dispositivo ricrea un microambiente tridimensionale estremamente fedele alla realtà anatomica, garantendo la vitalità e la proliferazione cellulare per almeno 28 giorni.
Il vero elemento di svolta sta proprio nel movimento: il sistema riproduce lo stimolo meccanico ritmico che avviene quotidianamente nel nostro corpo. Sotto la spinta di questa sollecitazione dinamica, le cellule non solo sopravvivono più a lungo, ma si organizzano spontaneamente formando strutture tridimensionali del tutto analoghe ai villi intestinali.
“Il nostro obiettivo era superare i limiti dei modelli oggi disponibili, che riproducono solo in parte l’ambiente intestinale – spiega il professor Giovanni Vozzi – Abbiamo dimostrato che il movimento meccanico dell’intestino non è un semplice dettaglio fisiologico, ma un fattore essenziale per guidare lo sviluppo di un tessuto più realistico. Disporre di modelli che imitano fedelmente il comportamento dell’intestino umano significa poter studiare con maggiore precisione le malattie, valutare l’efficacia di nuovi farmaci e ridurre progressivamente il ricorso alla sperimentazione animale”.
Un brevetto toscano con lo sguardo al futuro. Nato all’interno di un percorso di dottorato e sviluppato nell’ambito del progetto MICRO-B (finanziato dal Bando per Dimostratori Tecnologici dell’Ateneo pisano), il dispositivo è già stato brevettato insieme al team della professoressa Emilia Ghelardi, del Dipartimento di Ricerca Traslazionale. Tra i suoi punti di forza spiccano l’architettura modulare e i costi di realizzazione contenuti, elementi che lo rendono facilmente accessibile per i laboratori di ricerca.
Ma il campo d’applicazione promette di andare ben oltre la parete intestinale. L’idea dei ricercatori è infatti quella di connettere il bioreattore ad altri modelli di tessuto già sviluppati in casa – a partire dal microbioma – per ricostruire in vitro l’incredibile e complesso asse microbiota-intestino-cuore-cervello. Un’architettura biologica integrata che permetterà di studiare sotto una nuova luce le origini di gravi patologie cardiovascolari e neurodegenerative.
Un filone d’avanguardia già al centro di due nuovi progetti di dottorato che vedono in rete, accanto a Vozzi e Ghelardi, anche le professoresse Vittoria Raffa e Arianna Tavanti dell’Università di Pisa e il dottor Federico Vozzi dell’Istituto di Fisiologia Clinica del Cnr.
