Costruire organi con chip significa mettere a punto modelli miniaturizzati di organi umani fisiologici o patologici, ricreati in laboratorio. Poiché promettono di rivoluzionare il modo di testare, approvare e scoprire terapie sono una delle frontiere più promettenti del mondo biotech.
In questo campo opera una start-up innovativa lombarda, nata nel 2017 come spin-off del Politecnico di Milano: BiomimX, pioniera nello sviluppo di Organ-on-Chip (OoC).
Prima che un farmaco possa esser messo in commercio è necessario un lungo iter di sperimentazione, che può richiedere dai 10 ai 15 anni e costi superiori a 1 miliardo di euro. Questo processo è suddiviso in diverse fasi, una delle quali è rappresentata dai test pre-clinici, che valutano l’efficacia e la tossicità del farmaco prima in vitro e poi in vivo su animali, come richiesto dalle regolamentazioni. Test che però sono dispendiosi sia in termini di tempo sia in termini economici, oltre a coinvolgere animali, e che non sempre risultano perfettamente predittivi del comportamento del farmaco durante la successiva sperimentazione clinica sull’uomo.
Per questo BiomimX ha sviluppato una tecnologia in grado di ricreare in vitro mini-organi umani funzionali sui quali testare l’efficacia e la tossicità di nuovi farmaci già in fase pre-clinica. Questa tecnologia è “uBeat”, un meccanismo di stimolazione meccanica che si integra all’interno della piattaforma tecnologica chiave dell’azienda e che permette di creare colture cellulari 3D miniaturizzate avanzate.
La peculiarità di BiomimX è quella di aver aggiunto in modelli preclinici in vitro, tramite una stimolazione meccanica costante e controllata, il movimento, caratteristica di tutti i distretti corporei, così da imitare la fisiopatologia umana con un livello di precisione unico. A questo scopo, BiomimX ha studiato le stimolazioni meccaniche cui i tessuti umani sono sottoposti e, riproducendoli all’interno delle piattaforme, ha permesso la creazione di una nuova generazione di modelli OoC dinamici – rispetto a OcC sottoposti solo a stimolazioni chimiche – che hanno mostrato una grande rilevanza clinica e che offrono la possibilità di testare funzionalità e tossicità delle molecole con maggiore affidabilità, risposte rapide e convenienti.
La piattaforma uBeat è versatile, perché può essere utilizzata per ricreare diversi modelli di organi umani e di patologie, permette di effettuare test più predittivi per l’uomo con costi minori e in futuro potrebbe offrire un’alternativa alla sperimentazione animale.
Attualmente la piattaforma è stata utilizzata per creare “uHeart”, un modello di cuore umano, “uKnee”, un modello di articolazione umana osteoartrosica e “uScar”, un modello che permette di ricapitolare le fasi di insorgenza e progressione della fibrosi cardiaca.
Il team BiomimX sta poi convalidando nuovi modelli Beating Organs-on-Chip (ad es. uGut, uLung, uHeart+Fegato…) per replicare rilevanti processi fisiopatologici coinvolti nel metabolismo dei farmaci o nell’insorgenza di malattie.
Le applicazioni, in prospettiva, comprendono come detto i test farmacologici ma anche la medicina di precisione: la tecnologia uBeat potrà essere utilizzata per realizzare modelli di organi direttamente dalle cellule di un singolo paziente, per poi sperimentare su questi modelli specifici la risposta a un eventuale farmaco o cura.
