Lo studio ha portato alla realizzazione di un nuovo modello tridimensionale di tessuto epiteliale per lo studio della fibrosi cistica (FC) all’interno di un chip microfluidico fatto di plastica e polimeri. Il chip permette la coltura dinamica di cellule, il monitoraggio delle funzioni tissutali e la somministrazione controllata di farmaci. A differenza dei modelli classicamente usati, consistenti in cellule dell’epitelio polmonare coltivate su di una membrana polimerica, il modello di chip microfluidico è costituito da un epitelio bronchiale umano cresciuto e differenziato su un tessuto connettivo 3D, realizzato mediante tecniche di ingegneria dei tessuti. Un chip così creato permette di investigare l’interazione tra epitelio e connettivo in fibrosi cistica. I dati ottenuti mostrano che il tessuto connettivo FC presenta alterazioni rispetto a quello sano, come l’aumentata velocità di proliferazione dei fibroblasti e la produzione di una abbondante e densa matrice extracellulare caratterizzata da elevata rigidezza. La presenza del connettivo ha evidenziato che esistono interazioni significative con l’epitelio sovrastante e la formazione di strutture epiteliali simil ghiandolari, caratteristiche del tessuto nativo, che hanno un ruolo nella secrezione del fluido apicale, la cui composizione è alterata in FC. Infatti, la viscosità del muco prodotto nel modello risulta maggiore rispetto al modello di solo epitelio. Inoltre, è stato osservato che l’epitelio a contatto con il connettivo mostra aumentata espressione di geni coinvolti nel rimodellamento tissutale e nella risposta infiammatoria, fattori chiave coinvolti nell’evoluzione della fibrosi cistica.
Il chip microfluidico ha permesso il differenziamento degli epiteli in tempi più brevi della classica coltura in statico che si effettua in contenitori di plastica come le fiasche e piastre. I risultati dello studio mostrano dunque lo sviluppo di un nuovo modello di FC utile per lo studio della patologia e per l’analisi dell’effetto di farmaci in grado di agire sulla funzione di CFTR ma anche sul rimodellamento tissutale e sull’infiammazione che si verificano in FC.
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Pubblicazioni
- Mazio C et al., Intrinsic Abnormalities of Cystic Fibrosis Airway Connective Tissue Revealed by an In Vitro 3D Stromal Model, Cells vol. 9,6 1371. 1 Jun. 2020,