La cartilagine su un chip: così potremo arrivare a nuovi farmaci contro l’artrosi

Innovazione

La cartilagine su un chip: così potremo arrivare a nuovi farmaci contro l’artrosi

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Il nuovo chip permette di mettere in scena il reale e ingrato destino della cartilagine, costretta a sobbarcarsi per tutta la vita il peso delle ossa fino a compromettere la sua stessa sopravvivenza. 
di redazione

Il corpo invecchia, la cartilagine si consuma e si sviluppa l’artrosi. Quel che accade nel 10 per cento degli uomini e nel 20 per cento delle donne che hanno superato i 60 anni di età può avvenire allo stesso modo su un chip grande quanto una moneta. Tutto come nella realtà, ma in tempi notevolmente ridotti. 

È l’importante risultato pubblicato su Nature Biomedical Engineering frutto della collaborazione tra il Laboratorio MiMic (Microfluidic and Biomimetic Microsystems) del Politecnico di Milano, l'Ospedale Universitario di Basilea e l'Ospedale Universitario di Zurigo. Gli scienziati hanno coltivato su un chip della cartilagine capace di andare incontro al processo degenerativo tipico dell’artrosi. Realizzando così uno strumento prezioso per lo studio della patologia e, soprattutto, per la ricerca di nuovi farmaci in grado di fare quel che attualmente nessuna terapia riesce a promettere: bloccare il logoramento delle articolazioni e ripristinarne la funzione.

Il nuovo modello sperimentale si distingue dai precedenti per una sostanziale novità: il processo degenerativo sul chip è stato avviato esclusivamente con l'iperstimolazione meccanica della cartilagine senza il ricorso a molecole infiammatorie come accaduto finora.

In questo modo è stata ottenuta una simulazione più fedele del meccanismo originale che ripercorre l’intero processo degenerativo sin dalla fase pre-infiammatoria. 

Il nuovo chip infatti permette di “mettere in scena” il reale e “ingrato” destino della cartilagine, costretta a “sobbarcarsi” per tutta la vita il peso delle ossa fino a compromettere la sua stessa sopravvivenza. 

Il chip, delle dimensioni di una moneta, su cui la cartilagine può essere cultivate per essere sottoposta a stress meccanici analoghi a quelli che danno luogo all’artrosi. Immagine: © Politecnico di Milano

L’artrosi in miniatura ha le stesse caratteristiche del modello originale: infiammazione, ipertrofia e accelerazione dei processi degenerativi. Il chip diventa quindi l’ambiente ideale per testare l’efficacia e il meccanismo d’azione dei farmaci in tempi compatibili con le sperimentazioni senza dover utilizzare modelli animali. Proprio quello che ci vuole in previsione di una sempre maggiore diffusione della malattia in seguito all’invecchiamento della popolazione. 

A oggi, chi soffre di artrosi non può far altro che tentare di alleviare il dolore ricorrendo a cure palliative o alla chirurgia protesica. Non esistono ancora medicine in grado di modificare il quadro clinico ripristinando la funzionalità articolare. La mancanza di rimedi efficaci è in parte dovuta proprio alla difficoltà di realizzare modelli sperimentali fedeli alla natura in grado di replicare tutte le fasi della patologia.

Nei tentativi precedenti in vitro, l'artrosi veniva infatti simulata solo inducendo l’infiammazione con specifiche molecole, rinunciando, come abbiamo detto, a ripercorrere l’intero processo della realtà caratterizzato innanzitutto dalle sollecitazioni meccaniche a cui è soggetta la cartilagine. 

L’obiettivo dei ricercatori è quello di proseguire su questa strada fino a ottenere un modello in miniatura di una intera articolazione esposta al rischio di artrosi come il ginocchio, per esempio.