Un fegato artificiale per i test di tossicità
Secondo la politica UE i test di tossicità dei prodotti chimici e cosmetici dovrebbero entrare in una nuova era che riduca l’impiego degli animali. Ma la necessità di monitorare prolungatamente gli effetti tossici di una sostanza specifica e la scarsa correlazione tra dati animali e umani necessitano nuovi approcci ai test. A tal fine gli scienziati del progetto HEMIBIO (Hepatic microfluidic bioreactor), finanziati dall’UE, hanno proposto di generare un dispositivo bioartificiale che imiti la struttura e la funzione complesse del fegato umano. Questo bioreattore supporta l’interazione degli epatociti con la frazione non parenchimale del fegato come le cellule stellate epatiche (HSC) e le cellule endoteliali sinusoidali del fegato (LSEC). Funziona in un formato ad alta processività e ha facilitato i test di tossicità di prodotti cosmetici e chimici in vitro per oltre un mese. Come prima cosa gli scienziati hanno caratterizzato HSC e LSEC primarie umane ai livelli funzionale e trascrizionale. Ciò li ha aiutati a comprendere il processo di differenziazione di ogni tipo cellulare e ha permesso loro di ottenere epatociti immortalizzati come popolazioni cellulari ottimali. La vitalità di queste cellule e i livelli di ossigeno, pH e glucosio nel bioreattore erano continuamente monitorati tramite specifici sensori. Rispetto al bioreattore il consorzio ha seguito due approcci: un sistema microfluidico basato su anticorpi e un bioreattore “flow-over” (in cui il mezzo di coltura scorre sopra alle cellule). Il primo utilizza chimica di superficie basata sulla streptavidina per fornire anticorpi coniugati con avidina che potrebbero guidare la differenziazione delle cellule nei dispositivi microfluidici. Il bioreattore “flow-over” in acciaio inossidabile protegge gli epatociti dalle forze trasversali mantenendo gradienti stabili di ossigeno e nutrienti. Nel loro insieme gli innovativi strumenti HEMIBIO potrebbero essere sfruttati nelle industrie farmaceutica o cosmetica per i test di tossicità. Da notare che potrebbero servire anche da modello per la fibrosi epatica identificando i farmaci che inducono questo fenomeno.
Parole chiave
Fegato, test di tossicità, organi, bioreattori cellulari, cosmetica, HEMIBIO, epatociti
