Organ-on-chip: come studiare le malattie umane in laboratorio

Il nostro organismo è caratterizzato da una elevata complessità, sia dal punto di vista strutturale che funzionale. Alla base di questa complessità vi sono le cellule, una moltitudine di tipi cellulari differenti che si organizzano a formare tessuti, organi ed apparati. Per noi ricercatori, per comprendere una determinata funzione cellulare, così come per studiare una malattia e trovare per essa una cura, risulta fondamentale “crescere” le cellule di interesse in vitro, ovvero in laboratorio. Vien da sé che creare in laboratorio un modello di studio altamente fedele alla realtà permette di ottenere delle informazioni altamente attendibili.

Il nostro laboratorio, con sede nell’Istituto di Nanotecnologia di Lecce (CNR Nanotec), è impegnato nello sviluppo di modelli in vitro tridimensionali, basati sull’utilizzo di idrogeli e organ-on-chip. Gli idrogeli, materiali polimerici ad alto contenuto d’acqua, in grado di rispondere a stimoli come la luce e la temperatura, vengono utilizzati per far crescere le cellule al loro interno, ricreando un ambiente tridimensionale molto simile a quello in cui le cellule vivono in vivo, quando cioè sono naturalmente presenti nel nostro corpo. Gli organ-on-chip, un’altra tecnologia altamente avanzata su cui lavoriamo, sono dei dispositivi realizzati sfruttando competenze di ingegneria e biologia. Sono oggetti dalle dimensioni di una moneta, costituititi da diverse camere collegate da canali microscopici, dove all’interno uno o più tipi cellulari possono crescere ed essere “interrogate” attraverso l’utilizzo di stimoli biochimici, elettrici e meccanici quanto più possibile fedeli al modello in vivo. Grazie a questi sistemi possiamo studiare i meccanismi molecolari e cellulari di una malattia così come valutare l’efficacia di una terapia farmacologica.