Nicchioidi
Nel 2015 Politecnico di Milano ha brevettato, in co-titolarità con Consiglio Nazionale delle Ricerche e Fondazione Cariplo, un innovativo substrato costituito da strutture sintetiche, denominate “Nicchioidi”, in grado di mantenere la funzionalità di cellule staminali e progenitrici durante l’espansione in vitro.
Questo nuovo substrato di coltura mima i vincoli geometrici percepiti dalle cellule staminali nel loro microambiente nativo, le cosiddette “nicchie”, consentendo così di mantenere la staminalità durante l’espansione, senza bisogno di fattori di crescita. I Nicchioidi sono fabbricati tramite la tecnica di fotopolimerizzazione laser a due fotoni di una resina fotosensibile, con una procedura che permette di estendere sull’intero substrato di coltura il pattern geometrico che costituisce le nicchie, ottenendo così un’area di coltura compatibile con la ricerca biologica su larga scala e con l’applicazione clinica, come prodotto terapeutico, delle cellule così coltivate. Il substrato di Nicchioidi può essere incorporato in un sistema di coltura che può essere industrializzato e commercializzato come piattino mono- o multi- pozzetto, o fiasca di coltura.
I Nicchioidi sono stati validati con test su cellule staminali mesenchimali umane derivate da midollo osseo e con cellule staminali embrionali murine.
I vantaggi riscontrati dalla coltura su Nicchioidi, rispetto ad un tradizionale substrato piano, dopo un’espansione prolungata di cellule in totale assenza di cellule di supporto, di fattori di crescita e altri fattori solubili (incluso il fattore inibitore di leucemia (LIF)) sono:
- incremento del 70% della densità cellulare;
- espressione di marcatori di staminalità confrontabile con quella delle cellule del controllo non-espanso;
- grazie alle colture in assenza di cellule di supporto e altre sostanze pericolose, le cellule coltivate sul substrato di Nicchioidi sarebbero inoltre adatte per applicazioni cliniche nell’ambito di terapie a base di cellule staminali.
Inoltre, tutte le tecniche di analisi biologiche standard (inclusa la tripsinizzazione, staining, immunofluorescenza, microscopia ottica, istologia, istochimica, ecc.) possono essere applicate sulle cellule espanse su Nicchioidi perché questo substrato è perfettamente tridimensionale per le cellule ma ha uno spessore di soli 30 micron che lo rende otticamente accessibile per gli operatori.
Nel 2015 l’Unione Europea ha finanziato un progetto ERC Consolidator (ERC-CoG n°646990, acronimo NICHOID) per lo sviluppo delle attività di ricerca scientifica basate sulla tecnologia Nicchioidi e nel gennaio 2017 è stato acquisito un nuovo finanziamento ERC Proof of Concept (ERC-PoC n°754467, acronimo NICHOIDS) che ha la finalità di realizzare uno studio di fattibilità tecnica e commerciale per portare questa tecnologia sul mercato ottimizzando, in particolare, la tecnica di fabbricazione del substrato.