Medicina rigenerativa: è possibile creare un rene artificiale?

Creare in laboratorio un rene funzionante da impiegare nei trapianti è uno degli obiettivi più ambiziosi della medicina rigenerativa: supererebbe la carenza cronica di organi, ridurrebbe il rischio di rigetto e offrirebbe un’opzione potenzialmente salvavita. Un lavoro della Keck School of Medicine (University of Southern California), pubblicato su Cell Stem Cell, presenta una serie coordinata di esperimenti che porta questo traguardo più vicino: dagli organoidi renali, ottenuti con un nuovo mezzo di coltura, a strutture più complesse, gli assembloidi, capaci di funzioni tipiche del rene e di un grado di maturazione superiore a quanto visto finora.

Il rene è tra gli organi più complessi: un reticolo di nefroni e tubuli filtra il sangue, elimina metaboliti e controlla l’equilibrio idro-elettrolitico, contribuendo anche alla regolazione ormonale. Gli organoidi sviluppati negli anni scorsi riproducevano solo fasi embrionali precoci (nefroni e tubuli collettori), risultando utili ma incompleti per modellare struttura e funzioni dell’organo maturo.

Il gruppo USC ha messo a punto combinazioni chimiche nel mezzo di coltura delle cellule staminali che hanno favorito differenziazione e auto-organizzazione più avanzate. Ne è derivato un organoide renale con tessuto tubulare più complesso, produzione di ormoni renali e profili di espressione genica sovrapponibili a quelli di un rene neonatale.

Impiantato in topi adulti, l’organoide murino si è connesso alla circolazione e ha iniziato a filtrare il sangue. Applicando la stessa strategia a cellule umane, l’organoide ha raggiunto uno stadio meno avanzato, ma ha comunque dimostrato integrazione vascolare e capacità di filtrazione dopo il trapianto in vivo.

Questi risultati si affiancano ai progressi della xenotrapiantologia, che esplora l’uso di organi animali opportunamente modificati per ridurre il rigetto. La via degli assembloidi punta invece a costruire l’organo ex novo da cellule umane, idealmente del paziente, con il potenziale di minimizzare l’immunogenicità. Si tratta di strategie complementari: una immediatamente orientata a colmare la carenza di organi, l’altra a personalizzare il trapianto nel medio-lungo termine.

Per quanto rimanga importante sottolineare che, allo stato attuale, non esiste un rene artificiale clinicamente impiantabile nell’uomo – siamo infatti in una fase preclinica – il lavoro pubblicato su Cell Stem Cell descrive un percorso sperimentale unico. Partendo da un mezzo di coltura ottimizzato, infatti, è stato possibile produrre assembloidi in grado di connettersi ai vasi, filtrare il sangue, riassorbire proteine, secretere ormoni e iniziare a formare urina, con una maturazione paragonabile al rene neonatale nei modelli murini.

Secondo il team, questi risultati rappresentano un nuovo strumento potente per studiare numerose malattie renali complesse e una pietra miliare verso l’obiettivo, ancora lontano ma più concreto, di un rene sintetico funzionale. In altre parole, un passo misurato ma sostanziale verso trapianti su misura e ricerca più predittiva a beneficio dei pazienti con malattia renale.

Fonte: Wired e Il Fatto quotidiano. Leggi qui e qui gli articoli originali.