Materiali biomimetici per la rigenerazione delle ossa colpite da metastasi

Validare dal punto di vista preclinico dispositivi innovativi a elevata capacità rigenerativa, che mimano strutture esistenti in natura e che legano specifici farmaci antitumorali e ricostruttivi del tessuto sano. È l'obiettivo del progetto DINAMICA, guidato dal Centro di Osteoncologia - Tumori Rari (CdO-TR) e Testa Collo dell’Istituto Romagnolo per lo Studio dei Tumori “Dino Amadori” - IRST IRCCS, al quale partecipa anche l'Università di Bologna con il BioEngLab del Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Scienze della Vita (CIRI-SDV) e Tecnologie per la Salute, che ha sede al Campus di Cesena.

Finanziato nell’ambito del Programma operativo regionale del Fondo europeo di sviluppo regionale (POR-FESR) dell'Emilia-Romagna, il progetto permetterà di testare l’attività in vitro di biomateriali medicali su vari modelli cellulari. L’attività antitumorale viene valutata su linee cellulari tumorali di neoplasia della mammella e renale, mentre l’attività rigenerativa è studiata "seminando" sui dispositivi cellule ossee come gli osteoclasti e gli osteoblasti. I test saranno considerati di successo se verrà dimostrata attività inibitoria verso le cellule tumorali e rigenerazione tissutale per l’azione sulle cellule di tipo osseo. Inoltre, i biomateriali medicati dello studio DINAMICA saranno testati su una casistica di campioni biologici umani di metastasi ossee in modo da poter valutare la validità terapeutica in un campione contenente sia cellule tumorali sia quelle del microambiente osseo.

Il ruolo del BioEngLab, in particolare, si focalizza sullo sviluppo di modelli matematici delle colture cellulari utilizzate nel progetto. L’integrazione di analisi in silico e in vitro permetterà di ottimizzare gli esperimenti, aiutando i ricercatori nella definizione delle condizioni da valutare e nella predizione della risposta ai farmaci.

“I modelli computazionali sono uno strumento fondamentale per la ricerca biomedica”, afferma Marilisa Cortesi, borsista di ricerca presso il BioEngLab e direttamente coinvolta nel progetto DINAMICA. “Questi permettono infatti non solo di migliorare le nostre conoscenze di base, ma anche di rendere più efficace il trattamento di gravi patologie”.

Una delle applicazioni più rilevanti dei sistemi in silico è nell’ambito della medicina personalizzata, che sfrutta caratteristiche specifiche dei singoli pazienti per migliorare diagnosi e terapia. L'attività di ricerca del BioEngLab sta per espandersi proprio in questa direzione grazie a un finanziamento europeo (Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship) vinto dalla dottoressa Cortesi. In questo progetto, in collaborazione con ricercatori dell'Università del New South Wales (Sydney, Australia), verrà esplorato l’utilizzo di modelli computazionali come predittori dell’efficacia di specifiche terapie farmacologiche in pazienti affetti da tumore ovarico, e si cercherà di capire come le caratteristiche istopatologiche dei singoli tessuti influenzino l’efficacia della terapia.

Nel prossimo futuro, anche i device sviluppati nell’ambito di DINAMICA verranno integrati nella pratica clinica, inizialmente per una loro validazione e, in seguito, per il trattamento di pazienti con metastasi ossee direttamente in sala operatoria durante un intervento chirurgico o in sedute di radiologia interventistica.

Presentato da Toni Ibrahim, direttore del Centro di Osteoncologia - Tumori Rari (CdO-TR) e Testa Collo dell’Istituto Romagnolo per lo Studio dei Tumori “Dino Amadori” - IRST IRCCS, il progetto DINAMICA nasce dall’unione delle competenze di un consorzio emiliano-romagnolo di ricercatori già attivo da alcuni anni. Il consorzio comprende come responsabili locali Massimo Dominici del Tecnopolo “Mario Veronesi” di Mirandola, Emanuele Giordano del BioEngLab del Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Scienze della Vita (CIRI-SDV) e Tecnologie per la Salute dell’Università di Bologna (Campus di Cesena), Enrico Lucarelli dell'Istituto Ortopedico Rizzoli (IOR) IRCCS e Anna Tampieri dell’Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici (ISTEC-CNR) di Faenza. A completare il Consorzio che porta avanti lo studio, sono le aziende GreenBone, Fin-Ceramica e Rigenerand.