Il primo trapianto di organi completamente sintetico salva il malato di cancro

I chirurghi svedesi hanno trapiantato con successo un organo completamente sintetico e ingegnerizzato, una trachea, in un uomo con cancro tracheale in stadio avanzato. La trachea sintetica è stata creata interamente in laboratorio, utilizzando un'impalcatura costituita da un polimero poroso e tessuto cresciuto dalle cellule staminali del paziente all'interno di un bioreattore progettato per proteggere l'organo e promuovere la crescita cellulare.

Tutto nuovo: La trachea artificiale dopo due giorni di crescita cellulare e appena prima di essere impiantata nel paziente.

L'intervento è stato eseguito il mese scorso da Paolo Macchiarini al Ospedale universitario Karolinska a Huddinge, Stoccolma. Il paziente è ora completamente guarito e verrà dimesso oggi dall'ospedale.

L'impalcatura per la trachea è stata realizzata da una squadra guidata da Alessandro Sefalian , professore di nanotecnologie e medicina rigenerativa presso l'University College di Londra. Il tessuto è stato coltivato sopra l'impalcatura dalle cellule staminali del paziente utilizzando il bioreattore InBreath di Harvard Bioscience. Lo scaffold è stato seminato con una soluzione di cellule staminali prelevate dal midollo osseo del paziente e mantenuto caldo e sterile mentre lo scaffold ruotava all'interno del bioreattore mentre le cellule crescevano nei tessuti. L'intero processo è durato circa due settimane.

Il trapianto è un momento significativo per la medicina rigenerativa, afferma Arnold Kriegstein , direttore del Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research presso l'Università della California, San Francisco. Trovare modi per utilizzare le cellule staminali per progettare parti di ricambio è esattamente ciò che promette la medicina rigenerativa, afferma Kriegstein.

Tuttavia, Kriegstein osserva che una trachea è un frutto relativamente basso perché è principalmente un organo meccanico, un condotto per l'aria. Costruire qualcosa di così complesso come un polmone o un rene sarebbe molto più impegnativo, dice.

Gli organi artificiali sarebbero superiori agli organi di donatori ordinari in diversi modi. Possono essere ordinati più rapidamente di quanto spesso si possa trovare un organo di un donatore; essendo cresciuti dalle cellule di un paziente, inoltre, non richiedono pericolosi farmaci immunosoppressori per prevenire il rigetto.

Gli organi sostitutivi sono stati coltivati ​​e impiantati, in passato, utilizzando le cellule di un paziente e un organo donatore privato del suo tessuto, con la cartilagine rimanente per fungere da impalcatura per la crescita dei tessuti. Nel 2006, un team del McGowan Institute for Regenerative Medicine di Pittsburgh ha impiantato con successo vesciche cresciute in laboratorio in bambini con spina bifida. Un'impalcatura sintetica era stata creata in precedenza, ma non era stata utilizzata per sostituire un organo umano.

Per costruire la trachea, Seifalian e il suo team hanno utilizzato un polimero con milioni di minuscoli fori per fornire luoghi in cui le cellule staminali del paziente possono attecchire.

Innanzitutto, Seifalian e il suo team hanno creato uno stampo in vetro della trachea del paziente dalle scansioni TC del paziente. Quindi, hanno tagliato strisce di un polimero e le hanno avvolte attorno al modello per creare gli anelli di cartilagine che danno forza strutturale alla trachea. E hanno immerso il modello in una versione liquida dello stesso polimero, che era stato mescolato con sale. Infine, hanno lavato il tutto in una soluzione che ha sciolto i sali e ha fatto congelare il polimero liquido in una forma spugnosa che ricorda una trachea organica.

Una volta che l'impalcatura della trachea è stata costruita, il tessuto vivente è stato coltivato sopra di esso utilizzando il bioreattore InBreath di Harvard Bioscience, un dispositivo delle dimensioni di una scatola da scarpe in cui la trachea è stata montata in modo molto simile a come si farebbe con un pollo sul girarrosto, afferma David Green, presidente di Bioscienze di Harvard . Una soluzione di cellule staminali del midollo osseo del paziente è stata versata sulla trachea sintetica e l'impalcatura è stata ruotata mantenendola sterile e calda. La soluzione includeva sostanze chimiche destinate a indurre le cellule a differenziarsi nei tipi di cellule presenti in una trachea. Ci sono voluti circa due giorni per la formazione dei tessuti.

La costruzione dell'impalcatura è stata rallentata dal fatto che si trattava di uno sforzo per la prima volta, spiega Seifalian. In futuro, dice, potrebbero costruire un'impalcatura completa dalle scansioni TC in due giorni.

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