Un chip che funziona come un fegato umano per la diagnosi precoce
È targata Università Campus Bio-Medico di Roma una piattaforma 3D in grado di 'funzionare’ come un organo umano vero. Sarà possibile indagare l'origine della steatosi epatica non alcolica, una delle malattie del epatiche più diffuse.
BASTERA' un semplice prelievo di sangue per sapere se e quanto il nostro fegato è 'grasso'. L’annuncio arriva da uno studio dell’Università Campus Bio-Medico di Roma, pubblicato sulla rivista scientifica Plos One.
Biomarcatori per la diagnosi precoce. La malattia del fegato grasso è la steatosi epatica non alcolica che attualmente può essere diagnosticata con precisione solo attraverso la biopsia epatica, un esame invasivo e costoso, consistente in un prelievo di tessuto epatico da sottoporre a esame istologico, o tramite ultrasonografia, test di screening che presenta però limiti in termini di sensibilità e specificità. La ricerca dell’Unità Operativa di Ingegneria Tissutale e Chimica per l’Ingegneria dell’Università Campus Bio-Medico di Roma, svolta in collaborazione con l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del Cnr, apre ora la strada all'individuazione di possibili biomarcatori per la diagnosi precoce e non invasiva della steatosi epatica mediante il prelievo ematico. Una possibilità inedita, che permetterebbe di somministrare terapie tempestive e mirate per la cura di una sindrome che oltre ad essere legata a fattori come l’obesità, il diabete e la dislipidemia, è accentuata da stili di vita non adeguati e dall’inquinamento ambientale, ma sembra presentare anche basi genetiche ed epigenetiche.
Un 'chip' che funziona come il fegato. La nuova frontiera verso i biomarcatori è ora possibile grazie allo sviluppo di una particolare piattaforma di studio tridimensionale (3D), consistente in un chip con microfluidi in cui coltivare cellule epatiche da sottoporre ad accumulo di lipidi. In questo modo, i ricercatori hanno ricreato un modello il più possibile vicino a ciò che avviene nel fegato umano. Questo elemento, che contraddistingue i chip usati nel progetto in condizioni di coltura dinamica, fa in modo che l’ambiente simulato sia molto simile alle condizioni che si presentano nel fegato e superi di gran lunga l’attuale tecnologia di coltura statica in vitro. Sulle tradizionali piastre di coltura a due dimensioni, infatti, la somministrazione di acidi grassi liberi provoca un abbassamento della vitalità cellulare di tipo acuto, mentre le strutture 3D in cui vengono coltivate le cellule nei chip consentono una loro sopravvivenza più elevata e un accumulo lipidico più moderato e graduale, come accade all’interno del nostro fegato. Questi nuovi micro-dispositivi, perciò, si sono rivelati particolarmente adatti a simulare una condizione cronica come quella della steatosi epatica non alcolica nel fegato dell’essere umano, poiché consentono nel contempo sperimentazioni più lunghe, la riduzione delle variabili da valutare, un controllo migliore delle condizioni sperimentali e il contenimento dei costi: requisiti impossibili da ottenere con la sperimentazione animale.
Le prospettive future. “Grazie al sistema tecnologico che abbiamo realizzato” spiega Alberto Rainer, ricercatore del Laboratorio di Ingegneria Tissutale dell’Università Campus Bio-Medico di Roma “potremo ora far partire uno studio sperimentale per l’individuazione dei segnali predittivi della patologia, ovvero di marcatori biologici che, in un futuro non lontano, saranno riconosciuti grazie a una semplice analisi del sangue. Questo porterebbe non solo alla diagnosi precoce, ma anche alla possibilità di stabilire una stadiazione accurata della steatosi epatica non alcolica”. Gli stessi biomarcatori ricavati grazie alla tecnologia 'liver-on-a-chip’ potrebbero rappresentare, inoltre, dei nuovi target terapeutici per lo sviluppo di farmaci innovativi. Che cos’è la Nafld. La steatosi epatica non alcolica, o Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (Nafld), è una patologia che colpisce in maniera indiscriminata sia adulti che bambini nella maggior parte dei gruppi etnici e ha un tasso di incidenza tra il 10 e il 25% della popolazione globale, in aumento negli ultimi anni soprattutto per la crescita dei soggetti obesi. È la patologia cronica a carico del fegato più diffusa nei Paesi industrializzati. In Italia, secondo dati recenti, ne soffre circa il 25% della popolazione. Si tratta di una malattia che può rappresentare un fattore predisponente di patologie epatiche più gravi, quali la steatoepatite, caratterizzata da infiammazione e necrosi del fegato, e può condurre successivamente alla fibrosi e cirrosi epatica. Il 5-10% dei pazienti con cirrosi del fegato sviluppano l’epatocarcinoma, terza causa di morte per cancro nel mondo.
L’incidenza della malattia. Pur non essendo una malattia molto nota, la steatosi epatica non alcolica è molto diffusa, in Italia e nel mondo. Un lavoro pubblicato dal professor Zobahir Younossi sulla rivista scientifica Hepatology ha rivisitato la letteratura scientifica sulla steatosi, con una campionatura proveniente da 22 Paesi del mondo, pari a 8 milioni e mezzo di pazienti. Il risultato è quello di una prevalenza mondiale media di steatosi del 25%, con percentuali maggiori in Medio Oriente e in Sud America, dove cibo e stile di vita favoriscono l’accumulo di grassi. Trasferito il dato all’intera popolazione
del globo, circa un miliardo e mezzo di persone nel mondo soffrirebbe di questa patologia. Lo studio di Younossi, inoltre, ha calcolato che circa l’1% dei ‘fegati grassi’ evolve a steatoepatite, patologia con una mortalità di una persona ogni 80.
