Organoidi: il passato, il presente e le prospettive future dei mini organi nella ricerca biomedica

Le colture cellulari fin dal loro primo impiego nel 1951 rappresentano uno degli ambiti più studiati nel mondo della ricerca biomedica in quanto direttamente impiegate nei modelli in vitro che, utilizzati in studi biochimici, microbiologici e farmacologici, permettono di ottenere dei risultati molto affidabili da affiancare a quelli condotti direttamente sugli animali (modelli ex vivo). Il loro largo impiego, dovuto ad una elevata disponibilità di tipi di cellule, terreni di coltura e fattori di crescita, in aggiunta ad una spiccata semplicità nel replicare gli esperimenti, ha permesso un rapido affinamento delle tecniche di impiego di tali modelli e il progressivo passaggio dall’utilizzo di un monostrato cellulare (cell monolayer) ad un ben più complesso modello 3D. Con l’avvento degli scaffold 3D la ricerca biomedica inizia ad orientarsi verso delle strutture più sofisticate che prevedono l’utilizzo di hydrogel, sintetici e naturali, con lo scopo di replicare i segnali biochimici e meccanici della matrice extracellulare nativa. È proprio da questo momento che si sviluppano i primi organoidi. Per ottenere degli organoidi sono necessarie alcune cellule staminali, una matrice contenente delle proteine e un particolare terreno di coltura. Le cellule staminali possono essere ottenute da organismi adulti oppure da embrioni con delle tecniche diverse che verranno descritte. Tali cellule sono contenute nella matrice nella quale sono presenti numerose proteine fondamentali che facilitano e stimolano la formazione di strutture tridimensionali. Il terreno di coltura, infine, presenta dei fattori di crescita, caratteristici per ogni tipo di organoide, che mantengono le cellule in vita e ne stimolano la moltiplicazione. Una volta analizzati gli impieghi, i vantaggi e gli svantaggi dell’utilizzo di tali strutture 3D, verranno trattati dettagliatamente gli organoidi gastrointestinali e cerebrali, con le relative differenze circa i fattori di crescita, i loro principali impieghi e il loro comportamento in base al rinnovamento del terreno di coltura. Lo studio di queste cellule è, però, solo all’inizio ed è fondamentale capire come queste verranno utilizzate negli anni a venire indagando le prospettive future e le possibili nuove applicazioni nel mondo della ricerca biomedica.