La stampa 3D al servizio della lotta contro il glioblastoma

2 Mag , 2024 - Studi e Ricerca

La stampa 3D al servizio della lotta contro il glioblastoma

Un progetto pionieristico utilizza la tecnologia di bioprinting per creare modelli tridimensionali del tumore cerebrale, aprendo la strada a terapie personalizzate.

Le stampanti 3D non sono più solo uno strumento ludico o per hobbisti, ma trovano applicazioni sempre più rilevanti anche in campo medico. È il caso del progetto 3D-Pioneer, nato dalla collaborazione tra diverse istituzioni dell’Emilia-Romagna, che punta a sfruttare le potenzialità del bioprinting per creare organoidi sferici (o neurosfere) rappresentativi del tessuto tumorale del glioblastoma multiforme, un aggressivo tumore cerebrale.

Guidato dalla dottoressa Anna Tesei, ricercatrice presso l’IRCCS di Meldola, l’ambizioso progetto mira a ricostruire fedelmente il microambiente del glioblastoma, stratificando cellule tumorali e componenti immunitarie prelevate dai pazienti. La chiave è la stampa 3D, utilizzando cellule invece degli inchiostri sintetici, per ottenere sferoidi omogenei su cui testare farmaci e terapie avanzate.

Il glioblastoma è uno dei tumori più comuni del sistema nervoso centrale e ha una prognosi estremamente negativa. Attualmente non esistono farmaci mirati per questa malattia e la terapia standard è composta da chirurgia, radioterapia e chemioterapia. Tuttavia, nonostante questi trattamenti, il tumore tende a ripresentarsi in forma ancora più aggressiva.

La dottoressa Tesei spiega che non c’è ancora uno standard di cura per la recidiva del glioblastoma, quindi i pazienti vengono spesso coinvolti in trial clinici.

In Italia, diversi gruppi di ricerca si concentrano sullo studio del glioblastoma multiforme, sviluppando terapie genetiche, immunostimolanti e terapie con CAR-T. Tuttavia, la produzione di modelli accurati del tumore rimane una sfida.

Per affrontare questa sfida, i ricercatori stanno utilizzando gli organoidi, che consentono di ricostruire tridimensionalmente le colture cellulari per testare l’efficacia dei vari approcci farmacologici. Il progetto 3D-Pioneer mira a creare organoidi sferici rappresentativi del tessuto tumorale del glioblastoma utilizzando la tecnica del bioprinting.

Questa tecnologia di stampa 3D utilizza cellule al posto degli inchiostri sintetici e consente la creazione di minuscole sfere uniformi per i test di screening dei farmaci.

«Lo studio si inserisce in quel filone di ricerca il cui obiettivo è sviluppare modelli per clinici su cui testare nuovi farmaci anti-tumorali» commenta il professor Riccardo Soffietti, neuro-oncologo e presidente di Cancersucks.

«Oltre agli organoidi “tridimensionali” sviluppati in questo studio, esistono le culture cellulari e i trapianti di tumori umani nel topo nudo (privo cioè di difese immunitarie)» prosegue Soffietti. «Tutti i vari modelli hanno dei pro- e dei contro- nella loro efficacia predittiva. Idealmente la combinazione di più modelli dovrebbe garantire i migliori risultati. Sempre di più questi modelli pre-clinici sono usati nell’era dei farmaci molecolari, per evitare di disegnare trials clinici in pazienti con farmaci che si rilevano poi poco efficaci».

Il progetto 3D-Pioneer avrà una durata di circa 2 anni e mira a portare i risultati della ricerca sul glioblastoma direttamente ai pazienti. L’obiettivo finale è creare modelli tridimensionali degli organi del paziente per testare i farmaci, in modo che i medici abbiano a disposizione opzioni terapeutiche specifiche per le cellule di ogni singolo paziente. Questo richiederà anni di lavoro e la collaborazione di vari attori coinvolti nella ricerca.

l progetto si articola in diverse fasi, ognuna delle quali affronta diversi aspetti del glioblastoma multiforme. La prima fase coinvolge l’acquisizione di campioni di tessuto tumorale da pazienti affetti da glioblastoma. Questi campioni sono essenziali per comprendere la complessità del tumore e identificare le caratteristiche molecolari e genetiche specifiche di ciascun paziente.

Una volta ottenuti i campioni di tessuto, il team utilizza tecniche di bioprinting per creare organoidi sferici rappresentativi del glioblastoma multiforme. Il bioprinting è una tecnologia di stampa 3D che utilizza cellule vive come “inchiostro” per creare strutture tridimensionali complesse. Questi organoidi sono costituiti da cellule tumorali realiste e riproducono fedelmente le caratteristiche morfologiche e funzionali del tessuto tumorale reale.

Dopo aver creato gli organoidi, il team li sottopone a una serie di test per valutare l’efficacia di diverse terapie farmacologiche e cellulari. Questi test consentono di valutare le risposte individuali del tumore a vari trattamenti e identificare le opzioni terapeutiche più promettenti per uno specifico paziente. Inoltre, l’utilizzo degli organoidi consente di ridurre la necessità di test su modelli animali, accelerando così il processo di sviluppo di nuovi farmaci e terapie.

Il progetto 3D-Pioneer non si limita alla creazione di modelli tridimensionali del glioblastoma multiforme.

Il team di ricerca si impegna anche nella mappatura delle interazioni molecolari all’interno del tumore utilizzando tecniche avanzate di imaging. Ciò consente di identificare i meccanismi chiave che guidano la crescita tumorale, nonché le vie di segnalazione e i bersagli molecolari che potrebbero essere presi di mira da nuovi farmaci.

Inoltre, il progetto si avvale della collaborazione con altri centri di ricerca e aziende farmaceutiche per sviluppare nuovi composti terapeutici specificamente mirati al glioblastoma multiforme. L’obiettivo è identificare molecole e farmaci innovativi che possano colpire in modo selettivo le cellule tumorali, riducendo al contempo gli effetti collaterali sulle cellule sane.

Uno degli aspetti più promettenti del progetto 3D-Pioneer è la sua enfasi sulla medicina personalizzata. Utilizzando i modelli tridimensionali degli organoidi tumorali, il team mira a creare una “biblioteca” di risposte terapeutiche specifiche per ciascun paziente. Ciò consentirebbe ai medici di selezionare il trattamento migliore per il paziente, tenendo conto delle caratteristiche molecolari e genetiche uniche del suo tumore. Questo approccio potrebbe portare a una maggiore efficacia terapeutica e a una riduzione degli effetti collaterali.

Il progetto 3D-Pioneer non solo mira a migliorare le opzioni terapeutiche per i pazienti affetti da glioblastoma multiforme, ma ha anche il potenziale per avere un impatto significativo sulla ricerca oncologica in generale.

La creazione di modelli tridimensionali avanzati di tumori cerebrali potrebbe fornire nuove intuizioni sulla biologia del glioblastoma e sulle sue interazioni con il microambiente circostante. Queste informazioni potrebbero essere utilizzate per sviluppare nuove terapie mirate per altre forme di tumore cerebrale e persino per altri tipi di tumori solidi.

Inoltre, il progetto 3D-Pioneer potrebbe aprire la strada a nuovi approcci diagnostici per il glioblastoma multiforme. La capacità di creare modelli tridimensionali accurati del tumore potrebbe consentire ai medici di identificare biomarcatori specifici e diagnostici che potrebbero aiutare nella diagnosi precoce e nel monitoraggio della progressione del tumore nel tempo.

Il progetto 3D-Pioneer è supportato da sovvenzioni di ricerca e da collaborazioni con istituzioni accademiche e aziende farmaceutiche. La ricerca è condotta nel rispetto dei più alti standard etici e dei regolamenti in materia di protezione dei dati e del consenso informato dei pazienti.


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