Nano3D Biosciences, ossia come stampare un tessuto... in volo!

Il 3D, qualunque sia il suo campo di applicazione, deve il suo successo perché rappresenta la più realistica maniera di rappresentare il mondo in cui viviamo. Dai videogames ai visori di realtà virtuale fino alla stampa 3D, in tutti questi ambiti il passaggio alla tridimensionalità ha permesso di aumentare la profondità e l'influenza della tecnologia nella vita di tutti i giorni, rendendola più concreta, fisica, capace di fuoriuscire dagli schermi digitali e da bit farsi materia, strumento, oggetto. É anche vero che molto la scienza può dire studiando il mondo con modelli bidimensionali, ma la vera natura della realtà che ci circonda è a 3 dimensioni e solo portandosi al suo livello è possibile coglierne la vera complessità e potenzialità. Tutto questo diventa particolarmente evidente nel campo della biostampa 3D. A partire dalla singola cellula fino a interi organismi complessi, la grande sfida della scienza è sempre stata comprendere il loro funzionamento riducendone la struttura a sistemi più semplici, limitati e in ambienti controllati, quelli che normalmente vengono chiamati studi in vitro. Moltissime ricerche non possono però limitarsi a questo tipo di studi e devono essere poi supportate da prove più “realistiche” come gli esperimenti in vivo su animali, lì dove, come si direbbe in campo ingegneristico, la ruota tocca la strada e si fanno i conti con la vera dinamica delle cose. Lavorare in 3D rappresenta anche per la biologia e la medicina uno strumento di incomparabile utilità, capace di ampliare l'orizzonte dei fenomeni indagabili. Aziende come Organovo sono nel pieno di questa rivoluzione e già al lavoro su neo-organi e neo-tessuti da stampare in 3D mediante deposizione di cellule, funzionanti alla stregua di quelli naturali. La metodica di Organovo però, molto simile alla stampa 3D FDM, non è l'unica via intrapresa dalla biostampa. Un'altra azienda americana infatti, la Nano3D Biosciences in collaborazione con la Rainbow Coral Corp, ha messo da poco a punto la biostampa 3D magnetica capace di unire questa tecnologia ad altre parole chiave dell'innovazione come nanotecnologia e levitazione magnetica.

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Le cellule vengono organizzate in strutture tridimensionali, ispirandosi a quelle naturali in vivo, ma non vengono deposte da un estrusore. Prima della stampa le cellule sono trattate con nanoparticelle magnetiche, le cosidette NanoShuttle, che aderiscono alla membrana cellulare, di fatti magnetizzando le cellule stesse. Queste particelle contengono oro, ossido di ferro e un composto organico, la poli–L-lisina, capace di legarsi alle membrane senza modificare il metabolismo delle cellule e indurre alcun tipo di effetto tossico.

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Ed è a questo punto che Nano3D Biosciences spicca il balzo con la sua macchina chiamata Bio-Assembler. Deposte su apposite piastre, la disposizione delle cellule viene dinamicamente modificata per mezzo di magneti che le fanno letteralmente levitare, riorganizzandole in aria.

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Tutto questo senza l'uso di “scheletri artificiali” o mezzi liquidi particolari, aumentando nettamente la rapidità con cui viene preparata la coltura cellulare e facilitando ogni passaggio necessario per la crescita del tessuto o organo. Questa metodica è stata già utilizzata per ricreare una coltura di cellule tumorali del seno in poco meno di 24 ore, con densità e struttura regolabile a piacimento, per la sperimentazione di un nuovo farmaco antitumorale. É evidente come simili innovazioni possano davvero stravolgere la concezione di studi quali le sperimentazioni farmacologiche (compresa la problematica delle sperimentazioni animali) e spingere la biologia più vicina “al livello” della complessità reale dei sistemi biologici.

Valentino Megale