Le malattie cardiovascolari sono la prima causa di morte al mondo. Tra queste, le cardiopatie potrebbero essere trattate tramite una rigenerazione del tessuto cardiaco, ma servono, in particolare, modelli affidabili per la validazione pre-clinica. Se, infatti, esistono modelli 3D basati su cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte, presentano un disegno complesso e difficilmente hanno la maturitĂ cellulare tale da fornire affidabilitĂ .
Qui entra in gioco il Politecnico di Torino, con il suo progetto EMPATIC, acronimo per “Engineered multi-well platforms integrating biochemical and biophysical cues for the functional maturation and electrophysiological monitoring of cardiac tissue models”, progetto che ha ottenuto un Proof of Concept Grants dalla Commissione Europea di 150 milioni di euro.
Obiettivo: sviluppare una piattaforma facile da usare e versatile basato su strumenti avanzati di bioingegneria per ottenere modelli in vitro di tessuto cardiaco maturi, consentendo anche il monitoraggio non invasivo delle loro proprietĂ elettrofisiologiche. Ideatrice del progetto, la professoressa Valeria Chiono del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale-DIMEAS del Politecnico di Torino.
Qualche dettaglio sulla piattaforma
Il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale, e in particolare il suo laboratorio BIORECAR, colleborerĂ con il laboratorio di Ingegneria del Sistema Neuromuscolare del Dipartimento di Elettronica del Politecnico e, in particolare, con il professore Alberto Botter e il ricercatore Giacinto Luigi Cerone, giĂ esperti di bioingegneria elettronica e sviluppo di dispositivi elettromedicali. La natura multidisciplinare rende EMPATIC un progetto innovativo.
Spiega la professoressa Chiono: «EMPATIC si propone di sviluppare una piattaforma multi-pozzetto che integra componenti in grado di impartire stimoli biochimici e biofisici alle cellule, durante la loro coltura in vitro, e componenti bio-elettronici per la stimolazione elettrica esterna. Con una struttura modulare e scalabile, la piattaforma EMPATIC utilizza parti di facile riutilizzo, nell’ottica di limitare l’impatto ambientale, ed è progettata per l’applicazione in piastre da coltura multi-pozzetto commerciali, incluse quelle dotate di micro-elettrodi per il monitoraggio del potenziale d’azione. La piattaforma EMPATIC è pensata per la validazione preclinica di farmaci e terapie avanzate, riducendo al contempo la sperimentazione animale, con un’attenzione al rispetto e alla tutela dell’ambiente.
EMPATIC offre anche applicazioni nella ricerca di base, per studiare, ad esempio, la maturazione di cardiomiociti derivati da strategie di riprogrammazione diretta – in sinergia con il progetto ERC Consolidator BIORECAR – o di altre cellule sensibili agli stimoli elettrici, come ad esempio i neuroni e le cellule muscolari scheletriche. Contribuiranno allo sviluppo del progetto anche esperti in medicina rigenerativa cardiaca ed elettrofisiologia, aziende di dispositivi per il monitoraggio funzionale in vitro dell’attività cellulare, e il Centro Interuniversitario per la Promozione dei Principi delle 3R – Replace, Reduce, Refine: sostituire, ridurre e affinare la sperimentazione animale – nella Didattica e nella Ricerca, del quale fa parte anche il Politecnico di Torino».
