I tumori che invadono i tessuti sono una delle principali cause di morte in tutto il mondo, con quasi dieci milioni di decessi all’anno causati dalla progressiva resistenza ai trattamenti antitumorali. Nel cancro al seno, per esempio, l’aggressività è legata al progressivo irrigidimento fibrotico del tessuto tumorale, che impedisce ai farmaci di raggiungere le cellule malate. Per affrontare il problema, bisogna capire come evolve il microambiente fibrotico che si forma intorno alle cellule tumorali, con l’obiettivo finale di progettare terapie antitumorali sempre più mirate.
L’evoluzione del tumore coinvolge molti tipi di cellule e segnali, ed è impossibile da riprodurre realisticamente in laboratorio. Per far avanzare la conoscenza del settore, stiamo lavorando su un progetto finanziato dal Consiglio europeo della ricerca (Erc). Stiamo sviluppando una piattaforma innovativa in grado di riprodurre la fibrosi tumorale sfruttando la vascolarizzazione di un organismo vivente. In breve, facciamo aderire cellule umane di cancro al seno a supporti polimerici microscopici, per creare dei modelli di microambienti tumorali. Impiantiamo i microambienti nella membrana respiratoria di uova di pollo embrionate, per suscitare una reazione fibrotica intorno alle cellule tumorali. Per validare la piattaforma, misuriamo sui microambienti l’efficacia e la specificità di farmaci, per esempio chemioterapici, già approvati per l’uso su pazienti.
Questo progetto fornisce una nuova conoscenza sui meccanismi di progressione dei tumori, ma anche una piattaforma etica e standardizzabile per promuovere la traslazione clinica di nuovi prodotti terapeutici in oncologia. La piattaforma permette di superare uno dei principali problemi che ha caratterizzato nel passato la coltivazione di tessuti umani in laboratorio: riprodurre realisticamente la circolazione dei capillari sanguigni.
L’idea su come risolvere questo problema è nata nei laboratori di meccanobiologia del Politecnico di Milano, dove contiamo in cinque anni di ottenere una piattaforma validata e pronta per testare nuovi agenti terapeutici nell’industria farmaceutica. Il realismo è solo uno dei vantaggi della tecnologia proposta. Lo sviluppo di un nuovo farmaco dura in media tredici anni e costa tre miliardi di euro, valore aumentato del 70 per cento negli ultimi dieci anni. Questo perché il successo di un nuovo farmaco raggiunto in laboratorio non è quasi mai confermato nell’animale.
Questo progetto finanziato dall’Erc contribuisce a creare una piattaforma di laboratorio, ma anche vivente e umanizzata, in grado di identificare meglio le strategie terapeutiche più promettenti, e quindi ridurre drasticamente i costi e i tempi per lo sviluppo di nuovi farmaci oncologici.
Manuela Raimondi è professore ordinario di bioingegneria presso il dipartimento di chimica, materiali e ingegneria chimica Giulio Natta del Politecnico di Milano.
M.T. Raimondi et al., A miniaturized imaging window to quantify intravital tissue regeneration within a 3D microscaffold in longitudinal studies, Advanced Optical Materials (2022)
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