Test farmacologici alternativi con un bioreattore a membrana

L'Istituto per la Tecnologia delle Membrane del CNR ha sviluppato un bioreattore a membrana epatico con le stesse funzioni di sintesi, detossificazione ed escrezione del fegato in vivo, che testa la tossicità e il metabolismo epatico di farmaci, in alternativa alla sperimentazione animale, e accelera lo sviluppo di nuove molecole e nuove terapie; esso classifica, inoltre, la tossicità delle sostanze che l'UE regola nel Reach - Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e Restrizione delle sostanze chimiche. Il bioreattore è costituito da membrane polimeriche artificiali a forma di fibre cave e da cellule epatiche umane isolate da biopsie e da organi non idonei al trapianto: le membrane fanno da supporto per l'adesione delle cellule epatiche, facilitando l'organizzazione spaziale delle cellule in vitro, e consentono il trasporto selettivo di molecole da e verso le cellule, necessario per l'equilibrio del microambiente cellulare. Il bioreattore ha due fasci di fibre polimeriche con diverse caratteristiche di permeabilità, assemblate in maniera alternata e perpendicolare per svolgere funzioni diverse: fibre in polietereterchetone modificato trasportano ossigeno, sostanze nutritive e molecole da metabolizzare, mentre fibre in polietersulfone allontanano i prodotti di sintesi e di scarto dal compartimento cellulare simulando così le funzioni del nostro sistema arterioso e venoso. Le fibre nel bioreattore formano un network che fornisce un'ampia superficie per l'adesione delle cellule e assicura un trasporto efficiente di nutrienti e di metaboliti. Le cellule epatiche nel bioreattore rimangono vitali per lungo tempo, con funzioni di sintesi di pro- teine plasmatiche come l'albumina, di urea e di biotrasformazione di farmaci agli stessi livelli del fegato in vivo.

Authors: L. De Bartolo, S. Salerno, E. Curcio, A. Piscioneri, M. Rende, S. Morelli, F. Tasselli, A. Bader, E. Drioli

Title: Human Hepatocyte Functions in a Crossed Hollow Fiber Membrane Bioreactor

Journal: Biomaterials

Year: 2009

References: 2009, 30, pp. 2531-2543