Gli scienziati dell'Università di Oxford hanno sviluppato un nuovo metodo per stampare in 3D cellule cresciute in laboratorio per formare strutture viventi.

L'approccio potrebbe rivoluzionare la medicina rigenerativa, consentendo la produzione di tessuti complessi e cartilagine che potrebbero supportare, riparare o aumentare le aree malate e danneggiate del corpo.

In una ricerca pubblicata sulla rivista Rapporti scientifici , un team interdisciplinare del Dipartimento di Chimica e del Dipartimento di Fisiologia, Anatomy and Genetics a Oxford e al Centre for Molecular Medicine di Bristol, ha dimostrato come una gamma di cellule umane e animali può essere stampata in costrutti tissutali ad alta risoluzione.

L'interesse per la stampa 3D di tessuti viventi è cresciuto negli ultimi anni, ma, sviluppare un modo efficace per utilizzare la tecnologia è stato difficile, soprattutto perché è difficile controllare accuratamente la posizione delle celle in 3D. Spesso si muovono all'interno di strutture stampate e l'impalcatura morbida stampata per sostenere le cellule può collassare su se stessa. Di conseguenza, rimane una sfida stampare tessuti viventi ad alta risoluzione.

Ma, guidato dal professor Hagan Bayley, Professore di Biologia Chimica nel Dipartimento di Chimica di Oxford, il team ha ideato un modo per produrre tessuti in cellule autonome che supportano le strutture per mantenere la loro forma.

Le cellule erano contenute all'interno di goccioline protettive di nanolitri avvolte in un rivestimento lipidico che poteva essere assemblato, strato per strato, nelle strutture viventi. La produzione di tessuti stampati in questo modo migliora il tasso di sopravvivenza delle singole cellule, e ha permesso al team di migliorare le tecniche attuali costruendo ogni tessuto una goccia alla volta per una risoluzione più favorevole.

Per essere utile, i tessuti artificiali devono essere in grado di imitare i comportamenti e le funzioni del corpo umano. Il metodo consente la fabbricazione di costrutti cellulari modellati, quale, una volta completamente cresciuto, imitare o potenzialmente migliorare i tessuti naturali.

Dottor Alexander Graham, autore principale e scienziato di biostampa 3D presso OxSyBio (Oxford Synthetic Biology), ha dichiarato:"Volevamo fabbricare tessuti viventi tridimensionali che potessero mostrare i comportamenti e la fisiologia di base trovati negli organismi naturali. Ad oggi, ci sono esempi limitati di tessuti stampati, che hanno la complessa architettura cellulare dei tessuti nativi. Quindi, ci siamo concentrati sulla progettazione di una piattaforma di stampa cellulare ad alta risoluzione, da componenti relativamente economici, che potrebbe essere utilizzato per produrre in modo riproducibile tessuti artificiali con un'adeguata complessità da una gamma di cellule, comprese le cellule staminali".

I ricercatori sperano che, con ulteriore sviluppo, i materiali potrebbero avere un ampio impatto sull'assistenza sanitaria in tutto il mondo. Le potenziali applicazioni includono la modellazione di modelli di tessuto umano riproducibili che potrebbero eliminare la necessità di test clinici sugli animali.

Il team ha completato la ricerca lo scorso anno, e da allora hanno preso provvedimenti per commercializzare la tecnica e renderla più ampiamente disponibile. A gennaio 2016, OxSyBio è uscito ufficialmente dal Bayley Lab. L'azienda mira a commercializzare la tecnica per scopi industriali e biomedici.

Nei prossimi mesi lavoreranno per sviluppare nuove tecniche di stampa complementari, che consentono l'utilizzo di una più ampia gamma di materiali viventi e ibridi, produrre tessuti su scala industriale.

Dottor Sam Olof, Chief Technology Officer presso OxSyBio, ha dichiarato:"Ci sono molte potenziali applicazioni per la bioprinting e crediamo che sarà possibile creare trattamenti personalizzati utilizzando cellule provenienti dai pazienti per imitare o migliorare la funzione naturale dei tessuti. In futuro, I tessuti biostampati in 3D possono essere utilizzati anche per applicazioni diagnostiche, ad esempio per lo screening di farmaci o tossine.

"Siamo entusiasti di avere un rapporto continuativo con l'Università di Oxford e il Bayley Group, sia sotto forma di licenza di questa nuova tecnologia sia continuando a sponsorizzare la ricerca primaria in questo settore."

Dr Adam Perriman della School of Cellular and Molecular Medicine dell'Università di Bristol, ha aggiunto:"L'approccio alla bioprinting sviluppato con l'Università di Oxford è molto eccitante, poiché i costrutti cellulari possono essere stampati in modo efficiente ad altissima risoluzione con pochissimo spreco. La capacità di stampare in 3D con cellule staminali adulte e farle ancora differenziare è stata notevole, e mostra davvero il potenziale di questa nuova metodologia per avere un impatto sulla medicina rigenerativa a livello globale".