Tra i numerosi Organi su Chip (dispositivi sviluppati il cui scopo è quello di mimare le caratteristiche degli organi umani) il fegato su chip suscita un particolare interesse per le industrie. Il motivo è semplice: una riproduzione in miniatura del fegato permette di analizzare in tempo reale complesse interazioni biochimiche al fine di migliorare notevolmente i test di tossicità epatica, presenti nello sviluppo di tutti i farmaci, nell’industrializzazione di alimenti ed altri prodotti di consumo.

Il modello è stato presentato dal Wyss Institute e ha riunito un team multidisciplinare di esperti provenienti da diverse università, agenzie governative e biofarmaceutiche.

Dai test in laboratorio alla distribuzione commerciale

Fegato su chip Wyss Institute
Fegato su chip
Credits: Wyss Institute

Il lavoro svolto dal team ha permetto così di trasformare frammenti dell’ organo in una piattaforma commercialmente a disposizione della ricerca. Il fegato su chip, con la sua capacità di ricreare risposte di tossicità specifica dei farmaci, può affiancare i test in vivo sugli animali nelle fase di sperimentazioni precliniche, con l’obiettivo di migliorarne i risultati e rendere i farmaci più sicuri per l’uomo.

“Siamo entusiasti di vedere quali progressi i nostri clienti saranno in grado di ottenere utilizzando questo chip epatico e siamo grati per l’opportunità di influenzare il processo di scoperta e sviluppo di farmaci e fare la differenza nella vita dei pazienti”, ha dichiarato Geraldine A. Hamilton, una degli autori dello studio.

Il team ha progettato un chip specifico per specie con fino a quattro diversi tipi di cellule provenienti dai fegati di ratti, cani e umani per approssimare l’unità funzionale più piccola del fegato. Il team ha dapprima esposto il fegato su chip alla FIAU, un composto noto per la sua capacità di provocare tossicità epatica nell’uomo. Quando, in seguito, i ricercatori hanno testato le risposte del fegato su chip hanno notato differenze nell’impatto dei farmaci sulla funzione delle cellule epatiche umane rispetto a quelle animali. Questi risultati confermavano quelli ottenuti con precedenti test in vivo. Il fegato su chip ha permesso  di testare i meccanismi d’azione sottostanti per i diversi farmaci e ottenere informazioni che non era possibile osservare con sistemi cellulari o modelli animali convenzionali. La ricerca è pubblicata su Science Translational Medicine.

Com’è fatto il fegato su chip

Il fegato su chip è costituito da un polimero flessibile delle dimensioni di un’unità USB con canali interni paralleli rivestiti da cellule viventi. La disposizione spaziale dei canali e dei tipi di cellule ricrea accuratamente il microambiente tissutale degli organi umani in vivo e mostra risposte fisiologiche e stati patologici simili a quelli che si verificano nell’uomo.

Una vasta gamma di Organi su Chip, tra cui pancreas, intestino, cervello, rene e midollo osseo  sono stati sviluppati presso il Wyss Institute prima che gli sforzi di commercializzazione si trasferissero in Emulate, che ha esteso e perfezionato il lavoro in Organi su Chip continuando a svilupparli e portandoli sul mercato.

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