Nel campo in evoluzione della biologia e del trattamento del cancro, le innovazioni nei microdispositivi organ-on-a-chip consentono ai ricercatori di scoprire di più sulla malattia al di fuori del corpo umano.
Questi organi su chip fungono da modello dello stato in cui si trova un vero malato di cancro, consentendo così l’opportunità di trovare il trattamento corretto prima di somministrarlo al paziente.
Alla Texas A&M University, i ricercatori stanno spingendo questi dispositivi a nuovi livelli, che potrebbero cambiare il modo in cui i medici affrontano il trattamento del cancro, in particolare il cancro ovarico. Il team ha recentemente presentato una dichiarazione di brevetto alla Texas A&M Engineering Experiment Station.
“Rivendichiamo diverse novità nella progettazione tecnologica e nelle capacità biologiche che non esistevano nei precedenti organi su chip- afferma il dott. Abhishek Jain, ricercatore capo e assistente professore presso il Dipartimento di ingegneria biomedica.
Il dispositivo di Jain – il microambiente-chip del tumore ovarico (OTME-Chip) – si concentra sulle piastrine, minuscole cellule del sangue, che aiutano il corpo a formare coaguli per fermare l’emorragia. Il microdispositivo, delle dimensioni di una USB, modella le proprietà di un tumore in laboratorio. I ricercatori possono quindi ricreare eventi all’interno delle piastrine che circolano nel sangue mentre si avvicinano al tumore.
“Stiamo creando una piattaforma tecnologica utilizzando l’approccio organ-on-a-chip in cui la biologia del tumore può essere avanzata e nuovi farmaci possono essere identificati, ricreando le interazioni piastrine-tumore e piastrine-tumore-farmaco sotto l’influenza del flusso, supportando vasi sanguigni e la matrice extracellulare”, aggiunge Jain.
Il cancro ovarico è particolarmente difficile da monitorare. I tumori generalmente si formano in profondità all’interno del tessuto di un paziente e può essere difficile ottenere informazioni in tempo reale sulle proprietà del tumore e su come interagisce con le cellule del sangue. Inoltre, i tumori ovarici possono diffondersi rapidamente all’interno del corpo, rendendo il tempo un altro fattore vitale nella mappatura della progressione della malattia.
L’OTME-Chip si basa sull’attuale comprensione clinicamente osservata di come le piastrine del sangue si muovono all’interno del tessuto tumorale e cosa le induce a diffondersi all’esterno del tumore. Tuttavia, l’effettivo meccanismo alla base di questo processo rimane per lo più sconosciuto, fino ad ora.
“Per la prima volta, abbiamo identificato un’interazione cruciale tra le piastrine e il tumore attraverso le loro proteine ​​di superficie -spiega- Applicando immagini ad alta risoluzione, letture cellulari e molecolari avanzate e metodi di sequenziamento dell’RNA, che sfruttano il chip OTME, abbiamo scoperto le reali vie di segnalazione genetica dietro le metastasi innescate dalle cellule del sangue del cancro ovarico e una nuova strategia farmacologica per fermare questo processo”.
Il team di Jain a College Station per questa ricerca include il ricercatore post-dottorato Dr. Biswajit Saha e gli studenti di dottorato Jim Tronolone e Tanmay Mathur. La loro ricerca sull’OTME-Chip è stata recentemente pubblicata sulla rivista Science Advances .
Jain ha affermato che il chip OTME ha diverse applicazioni, sia nell’osservare come le cellule tumorali interagiscono in modo diverso con le cellule vascolari e del sangue, sia nel testare nuovi modi per trattare la malattia che possono integrare la chemioterapia e la radioterapia dei tumori.
“Questo OTME-Chip multimodale fornirà una piattaforma ideale ai ricercatori sanitari per valutare i loro farmaci antitumorali, vascolari ed ematologici individualmente o in combinazione in un microambiente tumorale a livello umano creato artificialmente”.
Jain collabora con il Dr. Anil Sood, professore e vicepresidente per la ricerca traslazionale nei dipartimenti di oncologia ginecologica e biologia del cancro presso il MD Anderson Cancer Center. Il team lavora anche con il Dr. Gang Bao, un esperto di editing genetico della Rice University.
Antonio Caperna
