Hi-tech e medicina, nuova scoperta calabrese

Nel 1967  Christiaan Barnard, chirurgo sudafricano, praticò il primo trapianto di cuore al mondo.  Sono passati 50 anni da allora e una recente ricerca potrebbe aprire delle nuove possibilità di cura per le malattie cardiovascolari, in particolare per l’infarto e per l’arresto cardiaco grazie a delle cellule stampate con una stampante 3D  che potrebbero sostituire parti del cuore danneggiato. A lavorare allo studio un ricercatore originario di Paola, Carmine Gentile.

Dopo essersi laureato all’Università di Pisa in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche con una tesi condotta al CNR sulla biologia e farmacologia dei vasi sanguigni, il dottor Gentile ha fatto un’esperienza in America presso la Medical University of South Carolina. E’ qui che nel 2006 ha iniziato i suoi studi sulla rigenerazione dei vasi sanguigni tramite l’uso di una bio-stampante, uno strumento innovativo in grado di ricreare tessuti umani da impiantare. Gentile dopo aver condotto i suoi studi presso i laboratori dell’Heart Research Institute, da qualche settimana all’Università di Sydney lavora  a stretto contatto con i cardiologi affinché la sua ricerca possa essere direttamente applicata sui pazienti.

“Undici anni fa parlare di “bioprinting”, stampa 3D di tessuti biologici, era considerata quasi fantascienza ed era molto difficile perfino spiegarlo ad amici e parenti. Oggi questi strumenti sono molto conosciuti e usati.  La nostra stampante 3D differisce da tutte le altre presenti nel mondo, in quanto è stata specificatamente creata per il nostro progetto da un gruppo di ingegneri in Spagna con cui collaboro” ci spiega il dottore Carmine Gentile.

Ci spiega come funziona la bio-stampante?

Per quanto riguarda il design del patch cardiaco, si utilizza l’ecografia del cuore del paziente, in modo tale che possa combaciare con il tessuto infartuato da sostituire. Questa informazione viene inserita nel computer che controlla la stampante 3D.  L’ago della stampante viene riempito con inchiostro biologico (“bio-ink”), che nel nostro caso sono i mini-cuori, mentre il foglio su cui si stamperà è un gel a base di acqua (“hydrogel”). Una volta azionata la stampante, diversi aghi depositano i mini-cuori nell’hydrogel in base all’ecografia del cuore del paziente. Al termine di questo processo, che avviene uno strato alla volta, il patch cardiaco è pronto per essere usato per il trapianto.

Grazie a questa ricerca quali prospettive si aprono per la Medicina?

Un infarto è dovuto all’occlusione dei vasi sanguigni che apportano sangue al cuore, le cosiddette arterie coronarie. Ne avviene in media uno ogni 10 minuti. Uno dei fattori critici è riconoscere prontamente i sintomi e correre in ospedale il prima possibile, dove i medici possono inserire uno stent, una retina metallica a forma tubolare  nel vaso sanguigno occluso e ristabilire un flusso regolare del sangue, limitandone così ulteriori danni. Purtroppo molte volte i sintomi non vengono riconosciuti in tempo e spesso sono confusi con stanchezza o altro, per cui il protrarsi della mancanza di afflusso di sangue al cuore fa sì che il danno sia più o meno grave, in alcuni casi letale. Purtroppo, a differenza dell’adolescente e del bambino, il cuore di un adulto non si rigenera, il motivo principale per cui un infarto e’ fatale in molti casi. Le liste di attesa per un trapianto di cuore sono incredibilmente lunghe ed in molti casi determinate anche dal fatto che i cuori disponibili non siano compatibili con chi li debba ricevere. Un patch cardiaco generato usando cellule della pelle dello stesso paziente non solo ridurrebbe i tempi di attesa per un trapianto ma eviterebbe complicazioni dovute alla mancanza di compatibilità, essendo il patch generato con cellule dello stesso paziente.

Per quali patologie potrebbe servire lo studio che sta portando avanti?

Anzitutto il patch cardiaco potrebbe esser utilizzato per pazienti che abbiano subito un infarto. Ma anche pazienti che soffrono di altre malattie cardiovascolari, come ad esempio in caso di arresto cardiaco. A parte l’uso per i trapianti, potrebbe essere utilizzato per studiare nuove terapie molecolari o come test di tossicità per evitare effetti secondari sul cuore del paziente. L’uso del patch cardiaco ha molteplici vantaggi, tra cui evitare l’uso di animali per la ricerca e la possibilità di testare farmaci a dosi personalizzate.