17 Ott Quando la sinergia fa la differenza
Si chiama JetValve, promette di essere la valvola cardiaca del futuro ed è frutto di una collaborazione di ricerca interdisciplinare.
Da un progetto congiunto tra l’istituto Wyss – ‘Biologically Inspired Engineering’ dell’università di Harvard e l’università di Zurigo sta nascendo JetValve; una valvola cardiaca di nuova generazione che funziona accuratamente dopo l’impianto e si ‘rigenera’ in tessuto cardiaco. In effetti la richiesta c’è: aortica, polmonare, mitrale e tricuspide resistono a sforzi incredibili nel corso di una vita intera e, chi più chi meno, a volte vanno sostituite. E non sempre le strategie attuali rispondono a tutte le esigenze.
Non siamo ancora soddisfatti!
Il cuore umano batte circa 35 milioni di volte all’ anno, pompando efficacemente il sangue nella circolazione attraverso quattro diverse valvole cardiache. Purtroppo, in oltre quattro milioni di persone ogni anno, questi delicati tessuti sono soggetti a malfunzionamenti dovuti a difetti congeniti, deterioramenti legati all’età ed infezioni, che infine causano malattie alle valvole cardiache (valvulopatie).
Oggigiorno, quando la sostituzione della valvola si rende necessaria, protesi artificiali (meccaniche) o biologiche (bioprotesi, di origine umana o animale) rappresentano la soluzione terapeutica primaria.
Ovviamente, nonostante gli impressionanti sviluppi di settore, gli svantaggi non mancano: comorbidità, usura, necessità di sostituzione in alcuni casi, di terapie immunosoppressive in altri. Insomma, è decisamente un campo in vastissima espansione, dove risultati eccellenti sono già stati raggiunti, ma che ancora richiede nuove richerche, nuove alternative e poi si sa….The sky is the limit!
La tecnologia
Detto, fatto! Harvard ha recentemente sviluppato una particolare tecnica di elettrospinning per generare rapidamente valvole cardiache con potenziale rigenerativo e di sviluppo. In un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Biomaterials, il gruppo ha realizzato una rete di nanofibre a forma di valvola con proprietà meccaniche e chimiche simili a quelle della matrice extracellulare della valvola nativa. I ricercatori hanno paragonato la loro soluzione ad una macchina per zucchero filato che ruotando a velocità molto elevate può estrudere una vasta gamma di materiali sintetici e naturali.
In questo studio è stata utilizzata una combinazione di polimeri sintetici e proteine della matrice extracellulare; materiali biocompatibili ed emodinamicamente competenti al momento dell’ impianto ed in grado di supportare la migrazione e la ripopolazione cellulare in vitro. L’importanza e la peculiarità della strategia sta nel fatto che con questa tecnica è possibile realizzare JetValve di dimensioni umane in pochissimi minuti – molto più velocemente di quanto sia possibile per altri tipi di protesi rigenerative.
L’approccio traslazionale
I test biologici, per adesso condotti in pecore, hanno dimostrato come, attraverso un approccio di chirurgia mini invasiva, sia possibile impiantare la valvola e garantirne un corretto funzionamento all’interno della circolazione mantenendo il suo alto potenziale rigenerativo.
Anche in studi precedenti l’approccio sviluppato dall’università di Zurigo aveva dato ottimi risultati: cellule umane depositano direttamente uno strato di materiale rigenerativo di matrice extracellulare su uno scaffold biodegradabile con forma di valvola cardiaca più vasi sanguigni. Ovviamente ad eliminazione delle cellule e degradazione avvenuta rimane un prodotto pronto all’utilizzo basato su matrice umana. Ecco, diciamo che questo approccio unito alla rapidissima tecnica di produzione sviluppata da Harvard, rappresenta la combinazione perfetta per l’ottimizzazione dell’intero processo.
I prossimi step
La ricerca sta ovviamente continuando il suo sviluppo in modo da essere pronto per gli studi clinici:
- il processo di produzione va sicuramente adattato alle GMP ‘Good Manufacturing Practice’ o norme di buona fabbricazione
- il processo di produzione può/deve essere reso personalizzabile, scalabile ed economico in modo da garantirne l’impiego su una vasta popolazione.
Così facendo la nuova valvola cardiaca sarà biocompatibile, impiantabile in maniera mini invasiva e fruibile in egual misura da pazienti adulti e pediatrici.
La sinergia
Ancora una volta oggi abbiamo scoperto non solo una ricerca nuova e risultati sorprendenti, ma l’insegnamento che ci arriva è che è soprattutto la collaborazione e la sinergia tra bioingegneria, medicina rigenerativa, clinica e business a fare la differenza ed il successo di una ricerca!
Referenze:
Andrew K. Capulli, et a.: JetValve: Rapid manufacturing of biohybrid scaffolds for biomimetic heart valve replacement. Biomaterials, 2017; 133: 229.
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