I polmoni su chip diventano un laboratorio per farmaci anti Covid

Più veloce il percorso verso i test sull'uomo

Redazione ANSA

Danno 'respiro' alla ricerca contro Covid-19, i nuovi polmoni su chip realizzati per studiare i meccanismi della malattia e accelerare lo screening di nuovi farmaci in grado di arginare il virus SarsCoV2. Sono piattaforme tecnologiche innovative, grandi quanto chiavette Usb, che riproducono in miniatura il funzionamento dei polmoni e gli scambi gassosi che avvengono a livello degli alveoli.

Sviluppati prima della pandemia per studiare le malattie respiratorie piu' comuni, come l'asma o i danni da fumo, oggi diventano un prezioso 'laboratorio' per identificare nuove terapie da avviare alla sperimentazione sull'uomo nei tempi serrati imposti dalla pandemia, come dimostrano due studi statunitensi indipendenti pubblicati su Nature Biomedical Engineering e sulla rivista dell'Accademia americana delle scienze (Pnas).

Il primo studio
Porta la firma dei ricercatori dell'Istituto Wyss di Harvard, che hanno sviluppato un polmone su chip formato da due canali paralleli separati da una membrana porosa: nel primo canale, dove fluisce aria, vengono coltivate le cellule polmonari, mentre nel secondo canale, dove scorre un liquido di coltura simile al sangue, ci sono le cellule che formano le pareti dei vasi sanguigni. Questa piattaforma tecnologica e' stata usata per valutare efficacia e sicurezza di otto farmaci gia' in uso contro varie malattie, in modo da verificare se fossero davvero efficaci contro SarsCoV2 come era precedentemente emerso dai test sulle tradizionali colture di cellule in 2D (che spesso pero' non riflettono il vero comportamento degli organi umani).
Grazie al polmone su chip si e' scoperto che l'amodiachina, un antimalarico orale a basso costo ampiamente disponibile in Africa, e' in grado di ridurre le infezioni del 60%. Il farmaco, sperimentato per la profilassi su modelli animali, ha ridotto del 70% la carica virale e ha bloccato la trasmissione del virus in oltre il 90% dei casi. Somministrato dopo l'infezione, ha ridotto la carica virale. I risultati sono stati cosi' promettenti da contribuire all'avvio della sperimentazione clinica sull'uomo in una decina di Paesi africani.


Schema del polmone su chip, che ricostruisce l'interfaccia tra il tessuto dei polmoni e i vasi sanguigni (fonte: Wyss Institute at Harvard University)

Il secondo studio
Un simile effetto 'turbo' sulla ricerca e' quello che auspicano anche i ricercatori del Brigham and Women's Hospital di Boston, che hanno realizzato un modello innovativo di alveoli polmonari su chip. Quelli precedenti si basavano su superfici piatte, spesso realizzate con materiali plastici che non permettevano di riprodurre fedelmente la curvatura e l'elasticita' degli alveoli naturali.
Per superare questi limiti, i ricercatori hanno popolato le loro superfici coltivando in 3D due tipi di cellule (una versione semplificata rispetto ai 42 tipi cellulari presenti nei polmoni). La piattaforma e' gia' stata usata per studiare gli effetti di SarsCoV2 sulle cellule polmonari, indagando l'effetto di farmaci come remdesivir.
"Per quanto riguarda Covid-19 - spiega il bioingegnere Y. Shrike Zhang - abbiamo avuto tempi strettissimi per sviluppare terapie. In futuro, se avremo pronti questi nuovi modelli di studio, potremo usarli per sperimentare nuove cure in situazioni di emergenza in cui la possibilita' di fare sperimentazioni cliniche e' limitata".

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