«Quanta bellezza nello studio degli organoidi»

Determinazione e amore per la bellezza: questo è ciò che emerge dal racconto di una giovane scienziata che con pazienza e tenacia è riuscita a farsi strada nell’ambito delle biotecnologie raggiungendo importanti risultati.

Anna Urciuolo, ricercatrice del Dipartimento di Medicina molecolare dell'Università di Padova, ha guidato l’équipe che ha messo a punto un nuovo modello a base di cellule staminali pluripotenti indotte di origine umana per studiare la perdita di massa muscolare provocata dal cancro. L’orizzonte è quello degli organoidi, modelli ottenuti in laboratorio sempre più capaci di mimare tessuti e organi reali in quanto costruiti sia con cellule provenienti da pazienti e poi manipolate in vitro, come in questo caso, sia mediante protocolli diretti di ingegneria genetica. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista scientifica Cell Reports Methods e si colloca nell’ambito di un progetto quinquennale finanziato dall’Airc, la Fondazione italiana per la ricerca sul cancro, premiato con un “My First Airc Grant”.

Durante il post-dottorato in Italia e nel Regno Unito, Urciolo inizia a occuparsi di cellule staminali e di ingegneria tessutale, ricevendo un forte impulso alle sue indagini scientifiche. «Il mio lavoro sul muscolo scheletrico e le staminali parte da lontano – racconta –. Mi sono presto resa conto che, seguendo gli sviluppi sul fronte biotecnologico, mancava un modello umano di muscolo scheletrico funzionante. È stato determinante iniziare a occuparsi di iPS, le cellule staminali pluripotenti indotte ottenute da staminali adulte secondo il protocollo messo a punto dal Nobel Yamanaka nel 2012 e via via ottimizzato. La frontiera degli organoidi era poi stimolante per indagare le patologie neuromuscolari e la medicina rigenerativa».

Rientrata a Padova, entra in contatto con l’équipe di Roberta Sartori e Marco Sandri, del Dipartimento di Scienze biomediche dell’ateneo patavino, da anni studiosi di “cachessia muscolare”, la perdita di massa muscolare e talvolta grasso corporeo che colpisce fino all’80% dei pazienti con tumori solidi, influenzandone anche la risposta alla chemioterapia e, di conseguenza, la probabilità di sopravvivenza, a oggi priva di cure efficaci.

«Quello che in realtà mancava – prosegue Urciolo – era un modello tridimensionale del muscolo scheletrico per riprodurre il più fedelmente possibile ciò che accade nel corpo umano. Esistevano solo colture bidimensionali o da murino per cui ho iniziato a lavorare su questi organoidi neuromuscolari (Nmo) ottimizzandoli fino al modello attuale. Sono fatti da iPS ottenute riprogrammando cellule umane verso la linea meso o neuro mesodermica, differenziate poi mediante fattori di crescita specifici aggiunti in coltura. Vengono fatte crescere su una matrice extracellulare gelatinosa per aiutarle nel self assemblaggio: spontaneamente iniziano a formare microsfere tridimensionali, riproducendo i vari passaggi dello sviluppo embrionale che si completa dopo circa 50-60 giorni. A quel punto il modello è costruito e si comincia a testarlo con gli stimoli procachettici».

Le fibre muscolari sperimentali sono risultate più mature e dotate di componenti nervose. «Il modello è risultato molto interessante per lo studio dell’alterazione della contrazione muscolare nella malattia – spiega la ricercatrice – e di altri processi come l’atrofia, cambiamenti metabolici, autofagia. Si è rivelato in grado, cioè, di farci fare delle indagini molecolari molto accurate. Lo sviluppo ulteriore è renderlo il più possibile vicino a ciò che accade realmente nel paziente indagando proprio i meccanismi specifici dell’uomo. Non è facile prelevare tessuti dai pazienti e analizzarli: gli organoidi rappresentano una piattaforma sensibile e funzionale per osservare, invece, molti aspetti ai fini prognostici e terapeutici, nonostante il limite di essere modelli in vitro».

In futuro gli Nmo potrebbero estendersi anche allo studio di altre patologie che, direttamente o indirettamente, affliggono il muscolo scheletrico, ad esempio le miopatie neurodegenerative.

«Lavoro insieme a 12 persone, tra loro voglio citare almeno i due instancabili giovani dottorandi Pietro Chiolerio e Beatrice Auletta, con cui condivido la fatica ma anche il piacere di questo percorso – conclude Urciolo –. Ho incontrato moltissime difficoltà su più piani, come donna proveniente da una provincia del Sud, nella scelta di andare all’estero e alla fine rientrare con mia figlia, la realtà dei pochi fondi disponibili per la ricerca e molto di più. Ma non mi sono mai arresa. È troppo grande la voglia di continuare a dare il mio contributo toccando con mano tanta bellezza».