Un ambiente creato artificialmente per simulare la malattia e testare terapie e cure.
CREDITO: POSTECH
Il diabete mellito è un gruppo di malattie metaboliche caratterizzate da iperglicemia derivante da difetti nella secrezione di insulina, nell’azione dell’insulina o in entrambi. L’iperglicemia cronica associata al diabete non solo è intrinsecamente pericolosa, ma può anche portare a varie complicazioni, sollevando serie preoccupazioni. Il diabete può essere generalmente classificato come tipo 1 (T1D), che deriva da difetti nelle cellule che secernono insulina che provocano l’assenza di produzione di insulina, e tipo 2 (T2D), che deriva dalla ridotta secrezione di insulina a causa di abitudini di vita malsane come come cattiva alimentazione e mancanza di esercizio.
La Korean Diabetes Union ha riferito che a circa 4,7 milioni di coreani è stato diagnosticato il diabete nel 2021, con oltre il 90% affetto da T2D. L’Organizzazione Mondiale della Sanità e la Federazione Internazionale del Diabete prevedono che la popolazione mondiale del diabete raggiungerà i 300 milioni entro il 2025. Pertanto, il diabete è un problema mondiale e molti paesi stanno ricercando vigorosamente trattamenti per la malattia.
Un team di ricercatori guidato dal professor Dong-Woo Cho, dal dottor Ju Young Park e dal dottorando Joeng Ju Kim del Dipartimento di ingegneria meccanica del POSTECH e dal professor Jae Yon Won del Dipartimento di oftalmologia e scienze visive dell’Eunpyeong St. Mary’s Hospital dell’Università Cattolica della Corea, hanno completato lo sviluppo di un chip on-a-chip multiorgano che applica la tecnologia di stampa cellulare 3D per replicare fedelmente l’ambiente patologico del T2D. I risultati della ricerca del team sono stati recentemente pubblicati su Advanced Functional Materials .
Per replicare le caratteristiche patologiche del diabete e le sue implicazioni, il team di ricerca ha sviluppato bioink derivati ??dal pancreas, dal tessuto adiposo e dal fegato, che sono strettamente correlati al T2D. Hanno quindi utilizzato la stampa cellulare 3D per creare un chip on-a-chip multiorgano con la disposizione più appropriata per riprodurre le caratteristiche patologiche del T2D. I bioink sono stati utilizzati per incapsulare le cellule di ciascun organo e creare un tessuto artificiale, consentendo al chip di replicare le complesse interazioni cellulari che si verificano nel corpo umano.
Il team ha sperimentato il chip per esaminare la relazione tra vari tessuti adiposi e T2D, scoprendo che l’uso di bioink derivato dal tessuto adiposo viscerale mostrava chiaramente una correlazione tra la malattia e il grasso viscerale, che è più strettamente correlato del tessuto adiposo sottocutaneo. Inoltre, l’aggiunta di un compartimento della retina al chip ha comportato una compromissione della funzione delle cellule della retina, indicando che il chip può essere utilizzato anche per la ricerca sulle complicanze del diabete.
Il multiorgano on-a-chip sviluppato può essere utilizzato per verificare l’efficacia dei trattamenti per il diabete attualmente in sperimentazione clinica. In effetti, il dispositivo ha già dimostrato di essere efficace quanto lo sono gli studi sugli animali e clinici, indicando che la ricerca basata sui chip potrebbe presto sostituire la necessità di test sugli animali e clinici.
Questa ricerca è stata supportata dal Mid-career Research Program e dal Young Research Program della National Research Foundation of Korea.