Il contributo della stampa 3D per sviluppare farmaci contro il cancro

Costi e tempi ridotti per produrre farmaci antitumorali più efficaci e personalizzati, grazie a una metodologia innovativa che stampa in 3D un micro-tumore all’interno di un chip altamente ingegnerizzato attraverso cui poi testare diversi farmaci. È l’obiettivo del progetto 3DKarkynos condotto dall’ENEA insieme all’azienda fiorentina Kentstrapper, specializzata nella produzione di stampanti 3D.

Il progetto prevede la creazione di una copia in miniatura del tumore del paziente mediante la stampa in 3D di materiale organico fatto poi crescere su uno speciale chip che permetterà di testare nuovi farmaci cose se li si testassero sul paziente stesso ma senza alcun rischio e permettendo in questo modo di modificare la cura per ogni persona. L’innovativo progetto è stato selezionato tra le 21 iniziative ammesse ai finanziamenti disponibili sul “Proof of Concept” 2020, il Fondo di investimenti interno da 2,5 milioni di euro creato dall’ENEA per realizzare progetti di sviluppo in grado di dimostrare la fattibilità di tecnologie innovative e favorirne il trasferimento tecnologico verso l’industria.

Un grande aiuto per l’uomo e una riduzione della sperimentazione animale. “Questa metodologia consentirà lo screening farmacologico su un modello biologico più vicino alla realtà di qualunque altro modello in vitro ad oggi disponibile – ha sottolineato Francesca Antonelli del Laboratorio Tecnologie Biomediche dell’ENEA – e di ridurre, non solo tempi e costi della sperimentazione, ma anche l’impiego di modelli animali”. “Oggi la maggior parte della ricerca di farmaci antitumorali è condotta utilizzando colture cellulari – non di rado carenti di valore predittivo – e modelli animali – per cui è sempre più richiesto trovare soluzioni innovative volte a ridurne l’utilizzo nella sperimentazione farmacologica. Inoltre, dalla scoperta di una nuova molecola antitumorale alla sua immissione in commercio passano fino a 15 anni, con dispendio di risorse umane ed economiche”.

Tumori in 3D. Il progetto punta a stampare in 3D un “prototipo” di glioblastoma, il più comune tra i tumori celebrali, tramite stampante commerciale a basso costo opportunamente modificata e potrebbe aprire nuove prospettive in diversi settori come ingegneria tissutale, controlli farmacologici e ricerche tumorali, con una triplice valenza innovativa. Oltre alla tecnologia per la biostampante 3D, utile per la biomedica di alta precisione, sarà infatti implementato un chip utilizzabile per testare nuovi farmaci su tumori cerebrali aggressivi, ma anche un’altra tecnica d’avanguardia: la microfluidica. In pratica le tradizionali testine per l’estrusione di materiale polimerico saranno rimpiazzate da microsiringhe che, tramite speciali “inchiostri biologici” costituiti da miscele di cellule, polimeri biocompatibili e biomolecole, comporranno le strutture anatomiche complesse tridimensionali vascolarizzate, cioè i modelli tumorali. Questi sofisticati e minuscoli dispositivi “on-a-chip”, utilizzando minime quantità di campioni, saranno in grado di “mimare” le strutture dei vasi sanguigni del tumore riproducendone il microcircolo, la funzionalità e la complessità.