La stampa 3D e la terapia genica per affrontare i danni alla cartilagine
La cartilagine, il tessuto che riveste la superficie delle articolazioni sinoviali di caviglie, gomiti, fianchi e ginocchia, si assottiglia con il passare dell’età e, a differenza delle ossa, non è dotata della capacità di autoripararsi. «Una delle principali manifestazioni dell’invecchiamento è l’insorgenza dell’osteoartrite», spiega Fergal O’Brien, coordinatore del progetto ReCaP e docente presso il Royal College of Surgeons, in Irlanda. «I chirurghi possono tentare di intervenire e sistemare le cose, ma il risultato finale è spesso una sostituzione dell’anca o del ginocchio.»
Nuovi approcci al trattamento dei danni alla cartilagine
Il progetto ReCaP, sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, ha cercato di sviluppare nuovi approcci al trattamento dei danni alla cartilagine basandosi su un lavoro precedente per sviluppare biomateriali che promuovono la rigenerazione del tessuto cartilagineo. «Abbiamo sviluppato un biomateriale che imita la struttura della cartilagine innata», aggiunge O’Brien. «Siamo riusciti nell’intento combinando il collagene, una proteina presente in molti tessuti, con altre sostanze che si trovano nella cartilagine. Quando viene impiantato in piccoli difetti della cartilagine, il biomateriale agisce come una spugna, assorbendo le cellule e indirizzandole verso la riparazione del tessuto danneggiato.» Sebbene questa soluzione possa funzionare per difetti di piccola entità, si è rivelata insufficiente al fine di affrontare danni cartilaginei più significativi, ed è qui che entra in gioco ReCaP. «Nel corso di questo progetto abbiamo migliorato l’impalcatura stampando in 3D un polimero sintetico solido a livello meccanico», spiega O’Brien. «Quest’ultimo è stato quindi impregnato con un polimero naturale più morbido, in modo che l’impalcatura mantenesse la sua funzionalità biologica.» Il team del progetto ha quindi applicato la terapia genica: le nanoparticelle vengono assorbite dalle cellule, che attivano o disattivano successivamente determinati geni. «Ad esempio, vengono attivati i geni che possono contribuire alla produzione di nuova matrice cartilaginea, mentre quelli associati all’infiammazione vengono disattivati», osserva O’Brien.
Un biomateriale per la riparazione dei tessuti
Il progetto è riuscito a sviluppare un biomateriale per la riparazione dei tessuti in grado di veicolare una terapia genica che è stato testato su animali, in particolare le capre; un documento sui risultati ottenuti è attualmente in fase di revisione. Alcuni aspetti della tecnologia sono oggetto di una richiesta di protezione della proprietà intellettuale a essa associata. «Abbiamo recentemente ottenuto ulteriori finanziamenti che ci permetteranno di esplorare ulteriormente le potenzialità commerciali della piattaforma», afferma O’Brien. «Siamo stati molto fortunati a ricevere per questo progetto il sostegno del CER, che si concentra profondamente sulla ricerca ad alto rischio e ad alto guadagno.» Le possibili opzioni analizzate includono la collaborazione con una multinazionale o la fondazione di una start-up.
Affrontare le lesioni del midollo spinale nella fase iniziale
O’Brien e il suo team stanno attualmente studiando l’applicazione delle proprie scoperte ad altri tessuti. Riuscire ad affrontare le lesioni del midollo spinale nella loro fase iniziale, ad esempio, potrebbe esercitare un enorme impatto sulla vita delle persone. «La nostra idea è quella di aggiungere un elemento elettricamente attivo al nostro materiale stampato in 3D e di fornire terapie geniche alternative», spiega l’autore. «Questo materiale porterebbe non solo il gene terapeutico necessario ad attivare e disattivare determinate cellule, ma anche la stimolazione elettrica, aprendo un paradigma di potenziali applicazioni completamente nuovo.» L’Irish Rugby Football Union Charitable Trust e il centro AMBER finanziano questa ricerca, mentre alcuni ex giocatori infortunati collaborano con O’Brien e la sua équipe; inoltre, unioni sportive di tutto il mondo stanno iniziando a farsi avanti. «Uno dei giocatori sta scrivendo un libro sulla sua esperienza di infortunio e di partecipazione a questo lavoro», conclude O’Brien.
Parole chiave
ReCaP, cartilagine, stampa 3D, terapia genica, impianti, infiammazione, osteoartrite
