La ricerca sugli organoidi sta rivoluzionando il nostro modo di studiare gli organi umani. Questi minuscoli modelli in miniatura, grandi pochi millimetri, permettono di osservare da vicino come si sviluppano i tessuti e cosa succede quando si ammalano. Un team di ricercatori tedeschi ha fatto un ulteriore passo avanti, creando il primo organoide che combina lo sviluppo del cuore con la produzione di sangue.
Lo sviluppo di un cuore in miniatura
Un traguardo eccezionale è stato raggiunto nei laboratori di ricerca Leibniz per la biotecnologia e gli organi artificiali della Hannover Medical School. Il team guidato dal dottor Robert Zweigerdt ha sviluppato un organoide cardiaco capace di generare sangue, aprendo nuove frontiere nella comprensione dello sviluppo embrionale umano.
L’organoide è stato creato partendo da cellule staminali pluripotenti umane, elementi cellulari dalle proprietà uniche che possono essere coltivati indefinitamente e differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula. Attraverso l’uso di segnali biologici e chimici incorporati in una matrice di idrogel, i ricercatori sono riusciti a guidare queste cellule verso la formazione di aggregati tridimensionali.
Il processo richiede tra i 10 e i 14 giorni, durante i quali si sviluppano strutture complesse composte da almeno sette diversi tipi di cellule e tessuti, chiaramente organizzati. Mi colpisce particolarmente come questo mini organo replichi fedelmente la struttura stratificata del cuore embrionale.
Organoide cardiaco, un modello innovativo per la ricerca
La dottoressa Miriana Dardano, prima autrice dello studio pubblicato su Nature Cell Biology (ve lo linko qui), ha spiegato come il team sia riuscito ad aggiungere all’organoide cardiaco uno strato endoteliale denso, che riveste i vasi sanguigni e da cui emergono le cellule progenitrici del sangue.
Questo risultato rappresenta il primo modello umano del suo genere che combina tutti i tessuti seguendo lo sviluppo embrionale. La dottoressa Lika Drakhlis, co-leader della ricerca, sottolinea come questo studio permetta ad altri ricercatori di investigare in coltura cellulare l’interazione tra i diversi tessuti durante l’ematopoiesi.
Gli organoidi si stanno dimostrando strumenti preziosi non solo per la ricerca di base, ma anche per lo studio di malattie come il COVID-19, che colpisce sia il cuore che i vasi sanguigni. In alcuni casi, questi modelli possono rivelarsi più efficaci degli studi su animali, poiché i risultati sono più facilmente trasferibili all’uomo.
Le prospettive future
Il principio di produzione degli organoidi sviluppato dal team si è rivelato flessibile come un set di costruzioni. I ricercatori del LEBAO stanno già lavorando a un nuovo protocollo di differenziazione per convertire le cellule staminali pluripotenti in cellule di altri organi.
“In alcuni casi, questo funziona persino meglio dei modelli animali, per esempio, perché questi sono soggetti ad altre influenze biologiche e i risultati possono essere trasferiti all’uomo solo in misura limitata”, spiega uno degli scienziati.
Questa tecnologia apre la strada allo sviluppo di un nuovo modello di organoide multi-tessuto per la ricerca medica futura. Il team sta già esplorando applicazioni oltre il cuore e il sangue, con l’obiettivo di creare una piattaforma sempre più completa per lo studio delle malattie e lo sviluppo di nuove terapie.
La capacità di questi organoidi di simulare lo sviluppo del cuore e la produzione di sangue contemporaneamente rappresenta un punto di svolta nella ricerca biomedica. Mi entusiasma pensare alle potenziali applicazioni di questa tecnologia, dalla comprensione delle malattie cardiache alla sperimentazione di nuovi farmaci, fino allo sviluppo di terapie personalizzate.
Continuate così, cari ricercatori: grazie. Di cuore, ovviamente.
