Nuove possibilità per i modelli in-vitro 5D
IVTech è un’azienda biotech italiana, attiva nel settore delle Scienze della Vita. La sua nascita risale al 2014, quando alcuni ricercatori dell’Università di Pisa decisero di sviluppare ulteriormente alcuni prototipi accademici, rendendoli prodotti commerciali. Da allora, IVTech offre tecnologia e servizi per lo sviluppo di modelli in-vitro in grado di simulare al meglio la realtà umana.
I sistemi proposti sono basati su bioreattori trasparenti e modulari, adatti a riprodurre le condizioni più idonee allo sviluppo di differenti tessuti biologici. I campi applicativi spaziano da studi di permeabilità di una sostanza attraverso un tessuto barriera (es: la cute), a studi di patologie, come il glaucoma o i disturbi del metabolismo.
Il nostro focus è lo sviluppo di un modello 5D, ossia un modello di tessuto biologico 3D, arricchito da un ambiente di crescita dinamico (IV grado di complessità), caratterizzato dalla modulazione reciproca tra tessuti, che comunicano tra loro mediante scambio di liquido (V grado di complessità). È quindi possibile studiare la risposta biologica ad un agente attivo, valutare l’effetto principale sull’organo bersaglio e, al contempo, gli effetti secondari sui tessuti correlati. Questo è un aspetto chiave nel test di sostanze in-vitro, in quanto un’elevata percentuale di fallimento di candidati farmaci è proprio legata all’insorgenza di effetti secondari non precedentemente accertati.
Tale approccio si presta a simulare scenari più o meno complessi, mantenendo un alto grado di correlazione con la realtà. In uno studio condotto dall’Università di Verona, è stato possibile combinare l’uso di biopsie di cute umana con la nostra tecnologia, assicurando il mantenimento della vitalità e della funzionalità del tessuto per la durata di un esperimento di esposizione cronica ad un cosmetico. Grazie all’uso di materiale di derivazione umana, la correlazione fra dati derivanti dal modello in-vitro e la realtà è particolarmente rilevante. I prodotti IVTech hanno permesso ai ricercatori di mantenere i parametri funzionali del tessuto per l’intero test, cosa che non era possibile fare sfruttando le metodiche standard.
Questo importante avanzamento tecnologico è stato ottenuto sfruttando le tecniche di Additive manufacturing. Il mondo della stampa 3D offre oggi innumerevoli vantaggi che una piccola azienda come IVTech può cogliere per essere all’avanguardia sul mercato, soddisfare le richieste di produzione da parte del mercato ed al contempo mantenere una flessibilità nello sviluppo dei sistemi, andando a soddisfare le esigenze specifiche di vari clienti.
Le macchine basate su tecniche realizzative come le Fused Deposition Modeling (FDM) sono ancora oggi usate da IVTech per la produzione di particolari in plastica che vengono associati alle camere di coltura ed alle pompe peristaltiche commerciali. La limitazione che oggi incontriamo è legata alle dimensioni della stampante e di conseguenza al numero di prodotti che riusciamo a realizzare con un unico processo di stampa. Quest’inconveniente può esser agilmente superato avendo più macchine in grado di lavorare in parallelo e gestendo opportunamente la produzione overnight.
La possibilità di controllare da remoto la linea di produzione ci permette infatti di mantenere attiva la catena anche in assenza di un addetto, assicurando tuttavia l’efficacia ed il risultato ottimale. Recentemente, l’azienda ha allargato il proprio parco macchine, acquisendo una stampante stereolitografica (SLA), in grado di gestire resine biocompatibili. Questo passaggio ha rappresentato la svolta nella realizzazione sia di prototipi che di moduli commerciali che potessero essere usati a diretto contatto con materiale biologico, senza arrecare danno ai tessuti. Se fino a questo momento, il ventaglio di opzioni a livello di materiali e di tecniche per la realizzazione di oggetti finiti biocompatibili ed a costo relativamente basso era limitato,l’uso di questa metodica ha permesso di aprire nuovi orizzonti. I costi connessi a questa tecnologia non sono ancora comparabili con quelli della gemella FDM.
L’elemento che fa da agente limitante è proprio la resina biocompatibile. Tuttavia, i vantaggi a livello di design e libertà di progettare nuove forme, hanno permesso al team di sviluppo IVTech di realizzare nuovi prodotti, presto disponibili a livello commerciale. Fra questi, possiamo considerare le nuove piattaforme fluidiche, ovvero piccole piastre da associare ad una camera di coltura commerciale, capaci di contenere tutto il circuito fluidico necessario a far scorrere il liquido carico di nutrienti dalla pompa alle cellule coltivate nelle camerette stesse. Se fino a questo momento il tutto era demandato all’uso di tubi modulari di non semplice gestione da parte dell’utente, ora il processo di assemblaggio della piattaforma fluidica è notevolmente semplificato, andando incontro alle esigenze dei nostri clienti.
In conclusione, uno dei valori di IVTech è offrire una tecnologia accessibile a tutti, che unisca i vantaggi derivanti dai modelli in-vitro 5D con le metodiche standard di coltura e monitoraggio, abbattendo così le barriere di ingresso per coloro che desiderano approcciare le nuove tematiche di ricerca. L’uso delle tecniche di produzione avanzata ci permettono di raggiungere quest’obbiettivo, nel comune interesse di ottenere modelli in-vitro maggiormente predittivi della realtà e di conseguenza farmaci più sicuri ed efficaci.
