Riprodurre un tumore in laboratorio, con vasi sanguigni funzionanti e un sistema immunitario attivo. Oggi non è più fantascienza. Grazie a uno studio condotto da ricercatori della Sapienza Università di Roma, in collaborazione con altri partner internazionali, è stato sviluppato un innovativo bioreattore che permette di ricreare con grande precisione il microambiente tumorale umano. I risultati della ricerca, pubblicati sulla rivista Biomaterials, aprono la strada a cure su misura, più efficaci e meno invasive per i pazienti oncologici.

Il dispositivo si chiama small Vessel Environment Bioreactor (sVEB) ed è un vero e proprio laboratorio in miniatura in grado di simulare l’ambiente in cui i tumori si sviluppano e crescono. A differenza dei tradizionali modelli bidimensionali su piastra, spesso troppo semplici per rappresentare la complessità della malattia, sVEB ricrea tumori tridimensionali vascolarizzati, cioè attraversati da micro-vasi sanguigni artificiali. In questo modo, consente ai ricercatori di osservare più da vicino come il cancro interagisce con il sistema circolatorio e come risponde alle cellule del sistema immunitario.

“Il bioreattore sVEB ci permette di osservare il comportamento del tumore in condizioni dinamiche, più simili a quelle reali del corpo umano”, spiega Roberto Rizzi, professore di Bioingegneria Tissutale e coordinatore dello studio. Questo significa che è possibile testare l’efficacia di nuovi farmaci e terapie direttamente su modelli che imitano fedelmente i tumori di pazienti specifici. Un passo avanti decisivo verso la medicina di precisione.

La versatilità dello strumento è una delle sue caratteristiche più sorprendenti. sVEB può, infatti, essere costruito utilizzando cellule prelevate direttamente dal paziente e tecnologie di bio-fabbricazione avanzate, come stampa 3D, magnetismo e microfluidica, per replicare non solo il tumore, ma anche i tessuti e i vasi che lo circondano. Questa capacità di personalizzazione è fondamentale per comprendere perché alcuni pazienti rispondano bene ai trattamenti e altri no.

Uno degli aspetti più innovativi del bioreattore riguarda l’interazione con il sistema immunitario. Grazie all’uso di particelle magnetiche legate alle cellule immunitarie, è possibile ‘guidare’ queste cellule verso il tumore simulato, come in un videogioco biologico. Questa tecnica può aumentare la precisione dell’immunoterapia, rendendola efficace anche contro quei tumori ‘freddi’ che di solito non rispondono bene ai trattamenti.

“Con sVEB possiamo capire meglio come rendere ‘caldi’ questi tumori, ovvero come attivare la risposta immunitaria per renderli più vulnerabili”, chiarisce Francesca Megiorni, professoressa del Dipartimento di Medicina Sperimentale della Sapienza e co-autrice dello studio.

sVEB è stato, inizialmente, pensato per lo studio del tumore al seno, ma la sua struttura modulare consente di adattarlo ad altre patologie, come quelle del cuore, del cervello e di altri organi vascolarizzati. È un sistema stabile e riproducibile, quindi particolarmente adatto per esperimenti a lungo termine e per lo sviluppo di nuovi trattamenti clinici.

Anche se l’applicazione clinica è ancora in fase iniziale, il potenziale di questa tecnologia è enorme. Ricreare fedelmente il tumore di un paziente in laboratorio potrebbe diventare, in futuro, un passaggio standard per individuare la terapia più efficace con meno effetti collaterali.