Biosensore a cellule

Il Libro Bianco per una politica futura in materia di sostanze chimiche è il documento programmatico della Commissione Europea che delinea gli elementi costitutivi del nuovo sistema di valutazione europeo denominato REACh (acronimo di Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals) cui si dovranno conformare nel futuro tutte le imprese produttrici ed importatrici di sostanze chimiche (con obblighi sempre più stringenti in rapporto ai quantitativi commercializzati). Gli obiettivi  perseguiti dalla Commissione Europea nel delineare la nuova strategia in materia di sostanze chimiche sono, tra gli altri:

  1. il conseguimento di un elevato livello di tutela della salute umana e dell'ambiente;
  2. la sostituzione delle sostanze più nocive con sostanze o tecnologie meno pericolose;
  3. la riduzione degli esperimenti sugli animali.

In relazione a quest’ultimo obiettivo, vi è un sempre maggior interesse per lo sviluppo di metodi di analisi alternativi agli studi sperimentali in vivo su animali. 

E’ in questo contesto che si inserisce lo sviluppo di un innovativo biosensore “a cellule”, il MINI BIOARTIFICIAL LIVER (miniBAL) messo a punto da BioTekNet, che rappresenta un “ibrido” nella scala biologica e consiste in un dispositivo biomedicale a fibre inerti ed ossigenazione continua caricato con epatociti umani, mimetico della funzione epatica. Lo sviluppo e l’ingegnerizzazione di tale sistema consente l’effettuazione di studi tossicologici, in particolare, su molecole di interesse farmacologico, additivi alimentari e relativi metaboliti.

Il MiniBAL rappresenta un modello di fegato umano “in miniatura” che consente di verificare la tossicità di farmaci ed altri composti chimici, in alternativa alla sperimentazione su animali. I test su animali sono infatti lunghi, spesso costosi e non sempre affidabili: accade non di rado che farmaci che passano con successo i test su animali finiscano per fallire nei test clinici sull’uomo perché gli organi animali, e i processi che in essi hanno luogo, non sono identici a quelli umani.

Ogni miniBAL è in grado di testare la tossicità di un diverso agente chimico e la sua miniaturizzazione consente un rapido esame di un elevato numero di composti, cosa importante nelle prime fasi dello sviluppo di un farmaco, in cui devono essere valutati migliaia di candidati.

Il miniBAL ha una struttura tridimensionale che permette di realizzare le migliori condizioni per l’annidamento degli epatociti sia suini, sia umani. Inoltre rispetto agli altri sistemi in monostrato, presenta un sistema di ossigenazione integrato per l’ottimizzazione delle funzioni metaboliche e respiratorie.

La possibilità di realizzare profili tossicologici multipli usando un singolo campione epatocitario consente di ricavare informazioni importanti per lo screening tossicologico e farmacologico di un enorme numero di molecole nella fase di sviluppo preclinico, permettendo un’applicazione del miniBAL come intermedio tra la sperimentazione in vitro e la sperimentazione clinica.

Il miniBAL è stato già utilizzato per valutare gli effetti della somministrazione di amfetamina sulla funzionalità e sugli indici di vitalità epatica nell’ambito di un periodo di osservazione di 7 giorni.

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Ricercatori

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    • De Rosa Mario

    • Professore ordinario di Biochimica presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia della Seconda Università degli Studi…

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    • Pavone Vincenzo

    • Professore Ordinario di Chimica Generale presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN. dell’Università degli Studi…

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