La tecnologia Organ-on-a-chip viene utilizzata per sviluppare modelli 3D che consentono ai ricercatori dell'Australia meridionale di studiare l'impatto della radioterapia sui tessuti del corpo.

L'ingegnere biomedico della University of South Australia, il professor Benjamin Thierry, sta conducendo uno studio con ricercatori dell'Università di Harvard utilizzando la tecnologia microfluidica per testare gli effetti di diversi livelli e tipi di radiazioni.

Un chip di coltura cellulare microfluidica imita da vicino la struttura e la funzione dei piccoli vasi sanguigni ed è contenuto in un dispositivo monouso delle dimensioni di un vetrino.

Ad oggi, gli scienziati si sono affidati alla sperimentazione della radioterapia su cellule in un ambiente bidimensionale su un vetrino.

Il professor Thierry ha affermato che la tecnologia organ-on-a-chip potrebbe ridurre la necessità di studi sugli animali e lavoro in vitro irrilevante, entrambi avevano grossi limiti.

"Un risultato importante dello studio è che le cellule endoteliali cresciute nella coltura standard 2-D sono significativamente più radiosensibili delle cellule nella rete vascolare 3-D. Questo è significativo perché dobbiamo bilanciare l'effetto delle radiazioni sui tessuti tumorali preservando quelli sani, "Ha detto il professor Thierry.

Le scoperte, pubblicato in Tecnologie avanzate dei materiali , consentirà ai ricercatori di indagare a fondo in che modo le radiazioni influiscono sui vasi sanguigni e, presto, su tutti gli altri organi sensibili.

"La microvascolarizzazione umana (i sistemi dei vasi sanguigni all'interno degli organi) è particolarmente sensibile alla radioterapia e il modello utilizzato in questo studio potrebbe potenzialmente portare a terapie più efficaci con minori effetti collaterali per i malati di cancro, "Ha detto il professor Thierry.

Più della metà di tutti i malati di cancro riceve la radioterapia almeno una volta nel corso del trattamento. Mentre cura molti tumori, gli effetti collaterali possono essere brutali e talvolta portare a insufficienza d'organo acuta e malattie cardiovascolari a lungo termine.

Il team del professor Thierry, tra cui il dott. Chih-Tsung Yang, collega del Future Industries Institute della University of South Australia e il Ph.D. studente Zhaobin Guo, sta lavorando in stretta collaborazione con il Royal Adelaide Hospital e il Dana-Farber Cancer Institute dell'Università di Harvard con il supporto dell'Australian National Fabrication Facility.

"È importante comprendere meglio l'effetto della radioterapia sui vasi sanguigni all'interno degli organi e, più in generale, sui tessuti sani, soprattutto dove vengono utilizzate dosi e tipi di radiazioni estremamente elevati, " ha detto il dottor Yang.

Il prossimo passo dei ricercatori è sviluppare modelli body-on-chip che imitano gli organi chiave rilevanti per uno specifico tipo di cancro.

Il nodo dell'Australia Meridionale dell'Australian National Fabrication Facility (ANFF-SA) è uno degli otto hub universitari in tutta l'Australia, che sono finanziati dal Commonwealth e dai governi statali, il CSIRO e le università partecipanti.

A complemento dell'infrastruttura di ricerca del Future Industries Institute della University of South Australia presso il campus di Mawson Lakes, ANFF-SA nasce una decina di anni fa specializzandosi in microfluidica.

Anche se questo rimane un punto di forza chiave, L'esperienza di ANFF-SA è cresciuta fino a includere la tecnologia lab-on-a-chip, rilevamento avanzato, rivestimenti funzionali e scienza della separazione.

I prodotti sviluppati negli ultimi anni includono un dispositivo microfluidico che offre terapia cellulare modificata da geni, un dispositivo non invasivo per testare l'urina per la presenza di cellule tumorali della vescica, un micro ago per una piattaforma di analisi del sangue domiciliare e un chip microfluidico per l'estrazione di minerali di alto valore.