Un robot automatizzato che produce organoidi da cellule staminali umane pluripotenti in modo rapido e quantità potenzialmente massive, senza annoiarsi tra i molti passaggi ripetitivi e senza compiere errori: “Di solito, la sola messa a punto di un esperimento di queste dimensioni richiederebbe giorni a un ricercatore, mentre il robot lo fa il 20 minuti. Non c’è questione. Per compiti ripetitivi e noiosi come questi, i robot fanno un lavoro migliore degli umani”. L’opinione viene da Benjamin Freedman, che insieme ad altri ricercatori della University of Washington School of Medicine di Seattle (Usa) ha messo a punto un sistema robotico automatizzato in grado di produrre in modo rapido gli organoidi (o mini-organi). La ricerca è stata pubblicata su Cell Stem Cell.

Micropiastre contenenti gli organoidi e generate in modo automatizzato. I colori rosso, verde e giallo identificano segmenti distinti dei reni (Credit: Freedman Lab/UW Medicine)

Strutture 3D per uno sviluppo più efficace

Gli organoidi sono ottenuti a partire da cellule staminali coltivate in modo da ottenere strutture tridimensionali complesse che, seppur rudimentali, replicano le proprietà dei normali tessuti viventi in modo modo più preciso rispetto alle tecniche di coltura tradizionali in due dimensioni. Va da sé che la possibilità di utilizzare i mini-organi su larga scala farebbe fare grandi passi avanti alle attività di drug discovery e sviluppo farmaceutico. Possibilità che però è ancora in gran parte frenata proprio dalla difficoltà di produrre grandi quantità di organoidi e che potrebbe trovare nuove prospettive dai risultati ottenuti a Seattle, i primi ad utilizzare cellule staminali pluripotenti, che possono differenziare in tutte le tipologie di organo. Il metodo automatizzato ha permesso di ottenere mini-organi dei reni in 21 giorni a partire dalla deposizione robotizzata delle cellule in piastre di coltura contenenti fino a 384 pozzetti, ognuno dei quali contente dieci o più organoidi. La caratterizzazione dei mini-organi così ottenuti è stata effettuata con single cell RNA sequencing e ha mostrato che i costrutti, pur assomigliando ai reni, contengono anche cellule non renali che non erano mai state identificate prima in questo tipo di colture.

Un punto di partenza per lo sviluppo futuro

I risultati fin qui ottenuti rappresentano solo il punto di partenza da cui i ricercatori americani intendono proseguire per valutare meglio come l‘ottimizzazione dei parametri del metodo permetterà di ottenere organoidi di migliore qualità. Un primo passo in tal senso è stato già compiuto con l’aumento del numero di vasi sanguigni presenti negli mini-organi renali. Altri esperimenti hanno rigardato l’ottenimento di organoidi che replicassero le caratteristiche del rene policistico, una malattia che colpisce circa una persona su 600 e che può portare a insufficienza renale cronica.

Una valutazione preliminare condotta con la blebbistatina ha mostrato che la sostanza, un inibitore della miosina, è in grado di aumentare il numero e la grandezza delle cisti nell’organoide. Un risultato inaspettato, sottolineano gli autori, in quando finora la miosina non sembrava essere coinvolta nella patogenesi della malattia. L’ipotesi è che la proteina possa essere coinvolta nell’espansione e contrazione dei tubuli renali.

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