I ricercatori dell'Università di Kyoto hanno sviluppato un nuovo dispositivo "tumor-on-a-chip" che può imitare meglio l'ambiente all'interno del corpo, aprendo la strada a un migliore screening dei potenziali farmaci antitumorali.

Il percorso verso la scoperta di farmaci non è mai facile. Scienziati e clinici possono esaminare decine di migliaia di potenziali composti per anni per trovare una manciata di possibili candidati, solo per loro di fallire a livello clinico.

"I potenziali composti vengono testati utilizzando modelli animali e cellule coltivate in un piatto. Tuttavia, quei risultati spesso non si trasferiscono alla biologia umana, " spiega il primo autore Yuji Nashimoto ex della Graduate School of Engineering, e ora alla Tohoku University. "Per di più, le cellule su un piatto mancano della struttura tridimensionale e dei vasi sanguigni, o vascolare, che lo tengono in vita. Così, abbiamo escogitato un piano per costruire un dispositivo che risolva questi problemi".

Il dispositivo, riportato sul giornale Biomateriali , è la dimensione di una moneta con un pozzo di 1 mm al centro. Questo pozzo è affiancato da una serie di "micropost" da 100 μm. L'idea è che una coltura tridimensionale di cellule tumorali sia posta nel pozzo centrale, e quindi le cellule che costruiscono i vasi sanguigni vengono posizionate lungo i micropost. In pochi giorni i vasi crescono e si attaccano alla coltura.

"Questa 'vascolatura perfusabile' ci consente di somministrare sostanze nutritive e farmaci nel sistema per imitare l'ambiente nel corpo, " continua Nashimoto. "Questo ci permette di avere un quadro più chiaro dell'efficacia dei composti per la cura del cancro".

Questa perfusione ha mantenuto in modo significativo le cellule tumorali in buona salute mantenendo la proliferazione cellulare e la morte cellulare. È stato quindi eseguito un test farmacologico con il team che somministrava un farmaco antitumorale a basse dosi. interessante, il farmaco era più efficace in condizioni statiche rispetto a quando i nutrienti scorrevano attraverso le cellule tumorali.

In contrasto, gli effetti del farmaco sono diventati più potenti quando il flusso è stato attivato e il dosaggio è stato aumentato. Ryuji Yokokawa, che guidano la squadra, spiega che i risultati inaspettati dimostrano che dobbiamo considerare l'equilibrio tra la proliferazione delle cellule tumorali e l'efficacia del farmaco in condizioni di flusso.

"Ipotizziamo che a basse dosi il beneficio del flusso di nutrienti superi l'effetto del farmaco antitumorale. Dimostra l'importanza del flusso sanguigno nel sistema vascolare durante lo screening per i farmaci".

conclude, "Per le sue dimensioni e utilità, speriamo che il nuovo dispositivo possa accelerare i test sull'innumerevole numero di potenziali nuovi farmaci. Mentre rimangono molte domande, siamo felici di aver sviluppato questo dispositivo e di aver dimostrato che la coltura cellulare perfusa tridimensionale è vitale per il prossimo passo nella scoperta di farmaci".