Mini organi funzionali su chip: così la startup BiomimX testa farmaci e terapie

È una delle frontiere più promettenti del biotech: quella della miniaturizzazione di organi on chip, ovvero modelli miniaturizzati di organi umani fisiologici o patologici che sono ricreati in laboratorio e che promettono di rivoluzionare il modo di testare, approvare e scoprire terapie. 

Proprio in questo campo opera una startup innovativa lombarda, nata nel 2017 come spin-off del Politecnico di Milano: BiomimX, pioniera nello sviluppo di Organs-on-Chip (OoC) e ora pronta a ritagliarsi un ruolo specifico grazie a un’intuizione che fa la differenza.

Perché gli Organs-on-Chip: versatili ed economici

Prima che un farmaco venga messo in commercio è necessario un lungo iter di sperimentazione, che può richiedere dai 10 ai 15 anni e costi superiori a 1 miliardo di euro. Questo processo è suddiviso in diverse fasi, una delle quali è rappresentata dai test pre-clinici, che valutano l’efficacia e la tossicità del farmaco prima in vitro e poi in vivo su animali, come richiesto dalle regolamentazioni. Test che però sono dispendiosi sia in termini di tempo sia in termini economici, oltre a coinvolgere animali, e che non sempre risultano perfettamente predittivi del comportamento del farmaco durante la successiva sperimentazione clinica sull’uomo.

Per questo BiomimX ha sviluppato una tecnologia in grado di ricreare in vitro mini-organi umani funzionali sui quali testare l’efficacia e la tossicità di nuovi farmaci già in fase pre-clinica. Questa tecnologia è “uBeat”, un meccanismo di stimolazione meccanica che si integra all’interno della piattaforma tecnologica chiave dell’azienda e che permette di creare colture cellulari 3D miniaturizzate avanzate.

L’innovazione specifica: la stimolazione meccanica

La peculiarità di BiomimX è allora quella di aver aggiunto in modelli preclinici in vitro, tramite una stimolazione meccanica costante e controllata, il movimento, caratteristica di tutti i distretti corporei, così da imitare la fisiopatologia umana con un livello di precisione unico. A questo scopo, BiomimX ha studiato le stimolazioni meccaniche a cui i tessuti umani sono sottoposti e, riproducendoli all’interno delle piattaforme, ha permesso la creazione di una nuova generazione di modelli OoC dinamici - rispetto a OcC sottoposti solo a stimolazioni chimiche -, che hanno mostrato una grande rilevanza clinica e che offrono la possibilità di testare funzionalità e tossicità delle molecole con maggiore affidabilità, risposte rapide e convenienti.

La piattaforma uBeat inoltre è versatile, perché può essere utilizzata per ricreare diversi modelli di organi umani e di patologie, permette di effettuare test più predittivi per l’uomo con costi minori e in futuro potrebbe offrire un’alternativa alla sperimentazione animale.

I primi traguardi

“Abbiamo avuto una prima fase di ricerca e sviluppo, svolta grazie alla forte presenza di competenze biologiche e ingegneristiche disponibili nel team BiomimX e attraverso collaborazioni scientifiche di rilievo, compresa quella privilegiata con il Politecnico di Milano - sottolinea Paola Occhetta, co-founder e CEO di BiomimX, mentre COO è Roberta Visone -. Le successive convalide dei modelli biologici ricreati sono state eseguite per qualificarne l’utilizzo per lo screening di efficacia o sicurezza di farmaci e di prodotti terapeutici avanzati”.

Attualmente la piattaforma è stata utilizzata per creare “uHeart”, un modello di cuore umano, “uKnee”, un modello di articolazione umana osteoartrosica e “uScar”, un modello che permette di ricapitolare le fasi di insorgenza e progressione della fibrosi cardiaca.

Il team BiomimX sta poi convalidando nuovi modelli Beating Organs-on-Chip (ad es. uGut, uLung, uHeart+Fegato...) per replicare rilevanti processi fisiopatologici coinvolti nel metabolismo dei farmaci o nell’insorgenza di malattie.

Le applicazioni, in prospettiva, comprendono come detto i test farmacologici ma anche la medicina di precisione: la tecnologia uBeat potrà essere utilizzata per realizzare modelli di organi direttamente dalle cellule di un singolo paziente, per poi sperimentare su questi modelli specifici la risposta a un eventuale farmaco o cura.