Un intestino artificiale per ridurre la sperimentazione sugli animali

Riprodurre la complessa meccanica dell'apparato digerente in laboratorio non è solo un traguardo tecnologico, ma un passaggio chiave per spingere la ricerca biomedica verso modelli sempre più etici e predittivi. Un'equipe scientifica dell'Università di Pisa, operante presso il Centro "E. Piaggio" e il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, ha sviluppato un bioreattore dinamico capace di imitare fedelmente la mobilità della parete intestinale. La ricerca, condotta in sinergia con la Harvard Medical School e pubblicata sulla testata scientifica Results in Engineering, dimostra come la sollecitazione fisica costante sia l'elemento determinante per spingere le cellule a strutturarsi spontaneamente in veri e propri villi tridimensionali, mantenendosi vitali per quasi un mese. Oltre a coltivare le cellule, il sistema riproduce infatti la peristalsi, il movimento ritmico che permette all'intestino di funzionare correttamente.

«Il nostro obiettivo era superare i limiti dei modelli oggi disponibili, che riproducono solo in parte l'ambiente intestinale – spiega Giovanni Vozzi, docente di bioingegneria e coordinatore dello studio – Abbiamo dimostrato che il movimento meccanico dell'intestino non è un semplice dettaglio fisiologico, ma un fattore essenziale per guidare lo sviluppo di un tessuto più realistico. Disporre di modelli che imitano fedelmente il comportamento dell'intestino umano significa poter studiare con maggiore precisione le malattie, valutare l'efficacia di nuovi farmaci e ridurre progressivamente il ricorso alla sperimentazione animale». 

Nato all'interno del progetto MICRO-B e consolidato da diverse linee di dottorato, il sistema si candida a diventare un tassello fondamentale nello studio della biologia sistemica. Le prossime fasi della ricerca puntano ad assemblare questo modulo intestinale con i modelli di microbiota già sviluppati a Pisa, estendendo la piattaforma alla simulazione del complesso asse di comunicazione che lega l'apparato digerente al sistema cardiovascolare e al cervello. Un'architettura di analisi integrata, portata avanti da un gruppo multidisciplinare che unisce l'Ateneo pisano e l'Istituto di Fisiologia Clinica del Cnr, mirata a fare luce sulle origini di gravi malattie neurodegenerative e cardiache.