Attraverso una collaborazione tra l’Università di Pavia e la Tufts University del Massachusetts è stato creato per la prima volta un sistema tridimensionale di tessuto in grado di riprodurre la complessa struttura e fisiologia del midollo umano, e in grado di generare piastrine. Una tecnologia che potrà servire per azioni di medicina personalizzata e per produrre materiale da trasfondere ai pazienti.

Ideatrice del progetto e tramite tra le due università è Alessandra Balduini, professore associato sia al dipartimento di ingegneria biomedica della Tufts, sia al dipartimento di medicina molecolare di Pavia. “Io sono un’ematologa – spiega la professoressa Balduini – e avevo in mente di creare un modello funzionante di midollo osseo a scopo di studio. Per caso, di ritorno da un anno sabbatico, ho conosciuto  David Kaplan, direttore del dipartimento di bioingegneria della Tufts, un pioniere dell’utilizzo della seta in campo biomedico. Insieme abbiamo pensato che i microtubi di seta che lui aveva creato potessero essere la matrice che serviva per il modello”.

Le proteine della seta, infatti, possiedono una particolare struttura molecolare che rende possibile modellarla in varie forme e con rigidità a piacere. Inoltre è un materiale biocompatibile ed è possibile mescolarla in modo stabile a temperatura ambiente con agenti biologici che vengono rilasciati nel tempo. Tutte caratteristiche utili per creare un ambiente favorevole alla produzione di piastrine, che inoltre non coagulano al suo contatto, poiché la seta non provoca in loro una reazione.

È stato così costruito un bioreattore che riproduce la struttura tridimensionale del midollo umano, formato da microtubi intessuti a partire da proteine della seta (estratte da bozzoli di seta naturale), collagene e fibronectina, e circondati da una spugna di seta porosa. All’interno di questa struttura sono poi stati “seminati” dei megacariociti, le cellule del midollo che producono piastrine. La produzione è stata incrementata impiantando nel bioreattore anche cellule epiteliali che la favoriscono.

Scopo dell’esperimento è in primo luogo quello di creare un modello del midollo osseo da studiare per capirne esattamente il funzionamento e le degenerazioni che causano malattie. La possibilità di impiantare nel bioreattore cellule prelevate dai pazienti apre prospettive di medicina personalizzata, in cui l’efficacia dei trattamenti può essere sperimentata in laboratorio prima di usarli sulle persone. “Ci sono molte malattie in cui la produzione e la funzionalità delle piastrine vengono danneggiate”, spiega Balduini. “Nuove informazioni sulla loro formazione avrebbero un forte impatto sulla cura dei pazienti“.

“Per fare una buona ricerca ci vuole una buona squadra”, dice Balduini, che vuole che si citi la squadra di studenti, dottorandi e postdoc che l’ha aiutata nella ricerca a cavallo tra due continenti, dato che il suo laboratorio ha una doppia sede, a Pavia e a Boston. Il gruppo è attualmente al lavoro sulla preparazione di bioreattori di dimensioni maggiori: per effettuare l’imaging delle cellule a scopo di studio e per la produzione di una quantità di piastrine sufficiente per trasfusioni, dato che le donazioni non bastano a coprire il fabbisogno.