COLTURE CELLULARI 3D PER LO STUDIO DEI DISTURBI NEUROLOGICI
Grave acuto sindrome respiratoria La pandemia di coronavirus 2 (SARS CoV-2) è stata al centro dell’attenzione della sanità pubblica a causa della sua gravità che ha provocato alti tassi di mortalità in tutto il mondo. Le colture cellulari 2D e 3D hanno svolto un ruolo cruciale nella ricerca di obiettivi per la scoperta di farmaci antivirali e vaccini, sebbene le colture 3D siano l'attuale metodo preferito grazie alla sua riproducibilità e affidabilità nell'imitare gli ambienti cellulari. (1)
3D in vitro modelli di cultura composto da impalcatura e sistemi senza impalcature sono utilizzati per studiare l'infezione, la replicazione e l'interazione ospite-virus della SARS CoV-2. Nei casi gravemente infetti, gli effetti avversi della SARS-CoV non si sono limitati al tratto respiratorio ma hanno esteso i suoi effetti ad altri organi come cuore, cervello, fegato e intestino, provocando insufficienza multiorgano. (1)
Sistemi di colture cellulari per studiare le infezioni nel cervello: SFEROIDI
Sistemi di colture cellulari ampiamente utilizzati per studiare le infezioni nel cervello sono gli sferoidi che sono aggregati autoassemblati coltivati su piastre non adesive. A tal fine, gli sferoidi prodotti utilizzando cellule progenitrici neurali umane hanno mostrato una fisiopatologia simile a quella in vivo dei cervelli affetti da SARS-CoV2. Altri studi con sistemi culturali di fluttuante cellule staminali neurali chiamate neurosfere coltivate su superfici non aderenti per studiare i meccanismi molecolari nel cervello indicano che le neurosfere e in generale gli sferoidi sono buoni modelli di coltura per studiare i sistemi virali (1).
Colture cellulari specifiche per organo: ORGANOIDI
Un altro tipo di sistemi di coltura cellulare 3D utilizzati sono gli organoidi stabiliti da tipi cellulari specifici dell'organo. Conservano il loro diversità multicellulare replicando il microambiente dell'organo per le cellule insieme ad una maggiore vitalità. Gli organoidi possono variare da piccole dimensioni in micrometri a pochi millimetri. Gli organoidi cerebrali sono stati biofibricati (nella medicina rigenerativa, la biofabbricazione è la generazione automatizzata di prodotti strutturalmente organizzati e biologicamente funzionali da cellule viventi, molecole bioattive, biomateriali, aggregati cellulari come microtessuti o costrutti ibridi di materiale cellulare attraverso bioprinting o bioassemblaggio e successivo processi di maturazione dei tessuti) (3), utilizzando cellule staminali pluripotenti per studiare il comportamento del cervello in risposta alla SARS-CoV2. La ricerca suggerisce che specifiche regioni del cervello come la corteccia cerebrale e il mesencefalo sono esposte all’infezione da SARS-CoV. I risultati mostrano anche un aumento del numero di neuroni infetti in tutti gli organoidi, rispetto alle linee cellulari neurali nei sistemi modello di coltura 2D.
Riferimenti:
- Bruna AG de Melo a, Julia C. Benincasa a, Elisa M. Cruz a, Juliana Terzi Maricato a, Marimelia A. Porcionatto a,a Dipartimento di Biochimica, Scuola di Medicina Paulista, Universidade Federal de S~ao Paulo, S~ao Paulo, Brasile, b Dipartimento di Microbiologia, Immunologia e immunologia e parassitologia, Scuola di Medicina Paulista. , Science Direct – Biomedical Journal Modelli di coltura 3D per studiare l'infettività della SARS-CoV-2 e i candidati antivirali: dagli sferoidi alla bioprinting , Brasile Novembre 2020
- E. Song, C. Zhang, B. Israelow, A. Lu-Culligan, AV Prado, S. Skriabine, et al Neuroinvasion of SARS-CoV-2 in human and mouse brain ., Scopus review open access rivista JExp Med, 2021, Stati Uniti
- Groll J et al. Biofabbricazione: rivalutare la definizione di un campo in evoluzione. Biofabbricazione 8, 013001 (2016)
