Vasi sanguigni artificiali contro il rigetto di trapianto

Un team di ricercatori della Corea del Sud ha sviluppato una piattaforma di vasi sanguigni artificiali per prevedere il rigetto del trapianto e testare nuovi farmaci e agenti immunoterapici.

Creata una piattaforma che imita il flusso sanguigno umano e il fenomeno della coagulazione

Il sistema immunitario, che ha la funzione di difendere l’organismo dagli agenti estranei potenzialmente patogeni, a volte può attivare una reazione di rigetto contro un organo trapiantato. Un team di ricercatori della Corea del Sud ha sviluppato una piattaforma di vasi sanguigni artificiali per prevedere il rigetto del trapianto.

L'elevata domanda di trapianti d'organo spesso supera l'offerta disponibile data dai donatori. I tessuti animali, come le valvole cardiache di maiale, potrebbero potenzialmente aiutare ad affrontare le carenze, offrendo un'opzione funzionale a basso costo.
Tuttavia, l'introduzione nell’organismo di elementi estranei può innescare una risposta immunitaria, che in genere porta ad eventi trombotici, ostruzione dei vasi e distruzione del tessuto trapiantato. I ricercatori stanno progettando organi animali con un rischio ridotto di rigetto del trapianto, ma i metodi per valutare la loro idoneità sono limitati.
A questo scopo, i ricercatori del Korea Institute of Science and Technology (KIST), del Seoul National University Hospital e della Yonsei University hanno sviluppato una nuova piattaforma di vasi sanguigni artificiali per simulare la risposta immunitaria umana ai trapianti.
Il team ha versato idrogel liquido in uno stampo a forma di tubo fatto di collagene e fibre di fibrina, i componenti principali dei vasi sanguigni. Dopo la solidificazione, la piattaforma artificiale ha esibito proprietà strutturali e fisiologiche molto simili al sistema circolatorio umano.

credit: Science Advances

Creando un microambiente che simula il flusso e la pressione del sangue, l'innovazione può aiutare i ricercatori a visualizzare la formazione di potenziali coaguli di sangue e valutare le possibilità di un trapianto riuscito. Il nuovo approccio ha anche prodotto vasi sanguigni in meno di tre giorni - molto più rapidamente dei metodi di coltura cellulare esistenti, che possono richiedere da una a tre settimane.
Attraverso modifiche genetiche, i ricercatori hanno poi ingegnerizzato un vaso sanguigno di maiale, testandolo su modelli murini e sulla piattaforma di vasi sanguigni artificiali che utilizzava sangue umano. In entrambi i casi, le modifiche apportate ai geni hanno efficacemente soppresso la risposta di rigetto immunitario.
Oltre a mostrare i potenziali usi dei vasi sanguigni di maiale, i risultati evidenziano il valore della piattaforma di vasi sanguigni artificiali per prevedere le risposte immunitarie indesiderate per promuovere trapianti sicuri e di successo.
Secondo gli autori questa piattaforma di vasi sanguigni artificiali può essere utilizzata come strumento preclinico per lo screening di nuovi farmaci e agenti immunoterapici.

Fonte: Kim TH, Yan JJ, Jang JY, Lee GM, Lee SK, Kim BS, Chung JJ, Kim SH, Jung Y, Yang J. Tissue-engineered vascular microphysiological platform to study immune modulation of xenograft rejection. Sci Adv. 2021 May 28;7(22):eabg2237. doi: 10.1126/sciadv.abg2237. PMID: 34049875; PMCID: PMC8163083.