Dalla fusione tra scienza e tecnologia è nato un gioiello pulsante che risolverà tantissimi problemi ed inefficienze nel campo della sperimentazione farmacologica. Un mini cuore artificiale di piccolissime dimensioni sarà capace di rispondere agli stimoli esterni nel modo più simile possibile a quello umano.
Il cyber-cuore dalla California
Un gruppo di ricercatori guidato da Kevin Healy, dell’Università della California a Berkeley, è riuscito a costruire un mini cuore umano artificiale su un chip, utilizzando delle cellule staminali su una piastrina di silicio lunga 3 centimentri. Il cuore artificiale è stato creato in 3D ma pulsa esattamente come un cuore umano e ciò darà la possibilità di utilizzarlo come laboratorio di ricerca ed esperimenti.
Più esattamente si tratterebbe di un sistema cardiaco microfisiologico (MPS) avente i requisiti necessari per prevedere la cardiotossicità di alcuni farmaci. Sarebbe infatti questo il motivo principale per cui è possibile attribuirgli una tale importanza. I test effetuati sui topi infatti sono molto utili, ma spesso non sono capaci di stabilire il livello di tossicità per l’organo in questione nel caso degli esseri umani.
Caratteristiche e funzionamento del cuore artificiale
Il cyber-cuore contiene materiale genetico umano e le strutture fondamentali dei tessuti umani (ad esempio le cellule allineate). Inoltre è possibile, imitando il sistema vascolare umano, prevedere la perfusione computazionalmente ed effettuare diverse tipologie di analisi come quelle biologiche, fisiologiche ed elettrofisiologiche. Come riportato anche sulla rivista Scientific Reports, questo sistema cardiaco microfisiologico, capace di battere come un cuore umano dalle 55 alle 80 pulsazioni al minuto, è in grado di mantenere le cellule staminali pluripotenti indotte, derivate da tessuto cardiaco umano, utilizzabili e funzionali per alcune settimane. Gli studi farmacologici sul MPS mostrano valori effettivi di concentrazione (IC50/EC50) che sono più coerenti con i dati relativi agli studi su tessuti dei dati relativi agli studi su scala cellulare.
I vantaggi di un simil cuore per la ricerca
Oltre all’ingegnosità di tale strumento è necessario sottolineare i benefici da esso ricavati. Come spiega Healy, per lo sviluppo di un farmaco testato su animali o su linee cellulari di cellule animali, vengono spesi 5 miliardi di dollari e il tempo medio per lanciare un farmaco è di 10-15 anni; con l’utilizzo del cuore artificiale sarebbe invece possibile ridurre i costi e i tempi di sviluppo. Sarà possibile valutare la cardiotossicità dei farmaci testati, evitando di effettuare numerosi test senza ricavarne una risposta efficiente e sprecare numerose risorse preziose, ma soprattutto evitando la produzione di falsi negati e falsi positivi che mettono in serio rischio vite umane. Probabilmente riusciranno anche a utilizzare questa tecnica per ricreare altri organi come il fegato e dunque ottenere miglioramenti anche nel campo delle droghe e delle malattie ad esse associate.
Nunzia Langella