Un chip di pochi centimetri di grandezza nasconde al suo interno un modello tridimensionale e altamente fedele di un tumore delle vie biliari, il colangiocarcinoma, completo del suo microambiente tumorale: l’innovativo prototipo è il risultato della collaborazione tra i gruppi di ricerca guidati da Ana Lleo De Nalda (Humanitas University, responsabile del laboratorio di Immunopatologia epatobiliare di Humanitas), e Marco Rasponi (Politecnico di Milano, responsabile del Laboratorio di Microfluidica e microsistemi biomimetici). I risultati dello studio suono stati pubblicati sul Journal of Hepatology Reports.
“L’obiettivo ultimo di questo dispositivo non è solo accelerare la ricerca sul colangiocarcinoma, grazie a un sistema di laboratorio che riproduce al meglio ciò che osserviamo nei pazienti. È anche rendere le cure sempre più precise e mirate, poiché in futuro potrebbe permettere di valutare preventivamente l’efficacia delle terapie in ciascun paziente”, hanno affermato Ana Lleo e Marco Rasponi.
Il chip, realizzato in materiale polimerico, ha le dimensioni di pochi centimetri. Al suo interno, i canali micrometrici scavati grazie ad avanzate tecniche fotolitografiche, vengono “seminati” con le cellule prelevate ai pazienti affetti colangiocarcinoma, cellule che possono così replicare l’architettura del tumore. Gli esperimenti condotti dai ricercatori milanesi hanno permesso di dimostrare le potenzialità di replicare nel modo più fedele possibile la situazione del singolo paziente, sia in termini di attivazione delle cellule T (che risulta associata all’infiltrazione del tumore), sia in termini di risposta terapeutica a diversi farmaci (che corrisponde alle caratteristiche della recidiva).
“Siamo molto felici del risultato ottenuto, possibile solo grazie all’incontro di expertise e conoscenze diverse. I prossimi passi saranno arricchire ulteriormente il dispositivo, sia come modello per la ricerca sia come possibile test farmacologico personalizzato. Dobbiamo aggiungere, per esempio, alcuni tipi di cellule dell’immunità innata, come i macrofagi, che hanno un ruolo importante nella progressione del tumore, e introdurre delle micro-pompe in grado di riprodurre il flusso sanguigno all’interno dei vasi. Inoltre vogliamo testare il sistema in gruppi più ampi di pazienti, per confermare la sua capacità di ricapitolare i fenomeni che osserviamo in clinica“, hanno indicato Ana Lleo e Marco Rasponi.
Il colangiocarcinoma, un tumore difficile da trattare
Il prototipo di organ-on-chip si propone di realizzare un modello 3D di tumore, specifico per singolo paziente, a partire da un campione di cellule prelevato dal paziente stesso. Il colangiocarcinoma è un tumore raro del fegato che deriva da una trasformazione maligna dei colangiociti, le cellule che rivestono le vie biliari. Questo tipo di tumore colpisce ogni anno oltre 5 mila persone in Italia, con una diagnosi della malattia che spesso giunge solo in fase avanzata, motivo per cui solo il 10-30% dei pazienti risulatano operabili chirurgicamente.
“Proprio per le ridotte opzioni terapeutiche e l’alta mortalità del colangiocarcinoma, abbiamo bisogno di nuovi modelli di laboratorio in grado di riprodurre le caratteristiche della malattia. – ha spiegato Ana Lleo – Da questo punto di vista è particolarmente importante l’interazione tra le cellule del tumore e quelle del sistema immunitario, che svolgono un ruolo fondamentale nella progressione e nella risposta ai farmaci”.
Lo studio ha visto anche la collaborazione con il gruppo di Guido Torzilli, direttore del Dipartimento di Chirurgia generale e responsabile dell’Unità operativa di Chirurgia epatobiliare dell’IRCCS Istituto Clinico Humanitas e il sostegno della Fondazione AIRC.
