Newton: un progetto per superare i limiti attuali della ricerca biomedica
Ricercatori di unito mettono a punto sistemi di cultura tridimensionale di cellule tumorali. Un importante passo avanti per testare farmaci innovativi
La possibilità di studiare le cellule al di fuori dall'organismo di origine ha permesso straordinari successi della ricerca biomedica incluso la descrizione del genoma umano all’inizio del XXI secolo e la conoscenza di processi biomolecolari alla base di molte malattie, quali il cancro, le malattie cardiovascolari, le malattie neurodegenerative. I primi esperimenti risalgono alla fine del XIX secolo con tecnologie che permettono di coltivare in laboratorio neuroni, cellule epiteliali, cellule muscolari e cardiache, cellule dell’osso e della cartilagine, cellule del sangue tuttavia in condizioni lontane dalla geometria tridimensionale che caratterizza i tessuti. Nei tessuti tuttavia le cellule occupano i 3 assi dello spazio, sono adese ad una complessa matrice caratterizzata da diversi gradi di elasticità e di tensione meccanica, interagiscono reciprocamente con geometrie variabili. In laboratorio è possibile coltivare le cellule adese ad una superficie piana che non permette pertanto di valutare come le forze meccaniche scaturite dalla matrice influenzano le risposta cellulari in condizioni fisiologiche e patologiche.
NEWTON (Nanosistemi avanzati per una nuova oncologia molecolare) è un progetto multidisciplinare finanziato dal Ministero dell’Università che sta entrando nel su IV anno di vita con lo scopo di mettere a punto sistemi di cultura tridimensionale di cellule tumorali che meglio modellizzano le condizioni della crescita tumorale nell’uomo e sistemi di analisi che permettano lo studio del comportamento cellulare in 3D. Il progetto ha come capofila l’Università di Torino e come partners il CNR di Milano e Napoli, l’Istituto Tumori di Milano, le Università di Ferrara, Napoli e Genova e il Politecnico di Torino, l’Istituto Europeo Oncologico di Milano, l’Istituto Tumori di Candiolo e la Fondazione Kesler di Trento. Il progetto coinvolge più di 150 ricercatori di diverse discipline, dalla biologia, alla scienze dei materiali, alla fotonica, all’oncologia, all’informatica.
Nel corso dei primi 3 anni di ricerca sono stati ottenuti importanti risultati che hanno permesso di creare in vitro organoidi 3D di tumori del pancreas, della prostata, e dei vasi sanguigni tumorali, di sintetizzare materiali sintetici contenenti informazioni biologiche che meglio permettono le funzioni cellulari, di definire le condizioni in cui meglio vivono le cellule staminali, di costruire strumenti fotonici di analisi per lo studio di funzioni cellulari in 3D.
Le colture 3D rappresentano un importante passo avanti per testare farmaci innovativi con una significativa riduzione dei costi e per acquisire informazioni scientifiche più vicine alla realtà dei tessuti. Rappresentano inoltre un importante strumento da affiancare alla sperimentazione animale, riducendone l’impatto in accordo alle direttive della comunità europea. Infatti le colture 3D rappresentano un ponte che colma le lacune proprie delle colture 2D e la differenza di specie, limite della sperimentazione animale.