Dalle biopsie agli organoidi: piccoli modelli di tessuti umani che aprono la strada a cure personalizzate e a un futuro con meno sperimentazione animale.
Immagina un futuro in cui ogni patologia abbia il suo modellino in laboratorio. Un “gemello in miniatura” che testa i trattamenti al posto del paziente per scegliere subito il più efficace.
Niente più cicli infiniti di terapie provate e abbandonate, ma la scelta sicura di quella davvero adatta al paziente.
Immagina di poter finalmente sostituire i test sugli animali con piccoli modelli di tessuti e organi umani, senza provocare alcuna sofferenza.
Immagina un futuro in cui la medicina sia cucita su misura.
Questo futuro non è più fantascienza: lo stiamo costruendo oggi, in laboratorio, grazie agli organoidi.
Ma cosa sono esattamente gli organoidi da paziente e come si ottengono?
Gli organoidi sono mini-repliche di organi e tessuti umani, derivanti proprio dalla dissociazione di una porzione di tessuto, sano o malato, prelevata da un paziente.Così, da una semplice biopsia, usata di routine per la diagnosi, possiamo “spezzettarla” isolando le singole cellule. Mettendole in coltura nelle giuste condizioni e con i corretti stimoli, queste si organizzano spontaneamente in piccoli organi in miniatura – gli organoidi.
Il principale vantaggio? Avere a disposizione non solo le cellule responsabili della patologia, ma anche i diversi attori che concorrono al suo sviluppo. Interagendo tra loro nelle giuste proporzioni, riproducono ciò che accade nel corpo del paziente. Ma soprattutto, ci permettono di capire quale sia la migliore strategia terapeutica da intraprendere, tenendo conto dell’individualità del paziente.
Alla fine, quello che osserveremo non sarà un organo completo, ma una minuscola sfera di cellule grande come un granello di sabbia. Un modello in miniatura che rivela i dettagli unici della malattia di ciascuno.
A questo punto ti starai chiedendo se non sia possibile coltivare direttamente le biopsie. Ti spiego perché non è fattibile.
Innanzitutto, i nutrienti non raggiungerebbero in modo uniforme l’intero tessuto, compromettendone la vitalità. Inoltre, potrebbero prendere il sopravvento le cellule più resistenti, a scapito delle altre.
In questo modo perderemmo di vista il loro eventuale contributo alla malattia e alla risposta terapeutica. Da qui, la necessità di “spezzettarle”. Per fornirgli lo stesso supporto che hanno nei tessuti, gli organoidi possono essere posti in matrici di supporto come hydrogel o matrigel (gel trasparenti che imitano l’ambiente del tessuto umano).
Cosa ne sarà delle linee cellulari?
Seppur isolate da un individuo, le linee cellulari subiscono molti passaggi in vitro fino ad acquisire caratteristiche stabili: necessarie per studi scientifici controllati e ripetibili.
Spesso vengono immortalizzate con l’uso di specifici vettori virali che rendono le cellule “quasi immortali”. Non sono infette, ma solo modificate per non invecchiare rapidamente.
Pur essendo utili in molte fasi della ricerca, come testare farmaci o esplorare nuovi meccanismi molecolari, le colture in 2D non riflettono la complessità di un organo e le caratteristiche individuali di un paziente. Esigenza che viene invece soddisfatta dagli organoidi da paziente.
Un ottimo alleato della ricerca è rappresentato dagli organoidi da linee cellulari, modelli 3D generati da cellule staminali, di cui abbiamo già parlato in un precedente articolo. Possono essere molto utili in studi sull’invasione e sulla migrazione delle cellule staminali. Ma anche per comprendere l’insorgenza della resistenza alle terapie.
Ogni modello ha punti di forza e limiti: la chiave è scegliere quello più adatto al quesito sperimentale.
Dagli animali agli organoidi: un passo avanti, ma non un sostituto
Gli organoidi sono già una delle alternative più promettenti, ma non possono ancora sostituire del tutto la sperimentazione animale.
Mancano, infatti, componenti fondamentali come vasi sanguigni e sistema immunitario. Non possono, dunque, restituirci la complessa rete di interazioni tra organi e tessuti, come accade in un essere vivente.
Proprio per questo è molto diverso testare una terapia direttamente su una piccola sfera di cellule, dove il farmaco arriva subito e in modo uniforme, rispetto a un organismo vivente.
Una terapia somministrata nel circolo sanguigno può essere metabolizzata o captata da altri tessuti: per questo non sempre raggiunge in pieno il sito bersaglio.
Questo concetto non può essere ignorato se si vuole approfondire il meccanismo d’azione di un farmaco.
Per questo motivo, in alcune fasi della ricerca dipendiamo ancora dai modelli animali, che vengono però utilizzati con grande attenzione, e nel rispetto dei principi delle 3R:
- Replacement, sostituire, laddove possibile, i test su animali con colture cellulari, organoidi, e modelli computazionali;
- Reduction, ridurre il numero di animali da utilizzare con un’attenta pianificazione statistica e metodologica;
- Refinement, migliorare il più possibile le condizioni di vita degli animali da laboratorio minimizzando il dolore e lo stress.
Gli organoidi non sostituiscono ancora del tutto la sperimentazione animale, ma rispondono a domande che prima restavano aperte, avvicinando la ricerca alla clinica.
Non sono fantascienza: sono già una chiave concreta per costruire una medicina più etica, precisa e su misura per ognuno di noi.
