L’interazione fra microbiota e immunoterapia è nota da tempo. Oggi però arriva una novità estremamente interessante in questo ambito di studi: una ricerca condotta da scienziati italiani è giunta alla realizzazione di un modello miniaturizzato dell’intestino umano, riprodotto su un dispositivo delle dimensioni di un microchip, in grado di ricreare le caratteristiche principali dell’infiammazione intestinale e predire la risposta di pazienti con melanoma al trattamento con immunoterapia.

L’intestino su microchip

Gut-on-chip, questo il nome del microscopico device (nella foto), è stato messo a punto da un gruppo di ricercatori dell‘Istituto europeo di oncologia e del Politecnico di Milano che hanno pubblicato i risultati su Nature Biomedical Engineering. Finora il microbiota poteva essere studiato solo in modelli animali, con tutte le loro limitazioni. Invece grazie a questo dispositivo è possibile fare di più. Dietro a Gut-on-chip c’è la tecnologia brevettata uBeat, inizialmente sviluppata per riprodurre le contrazioni del muscolo cardiaco e poi estesa alla simulazione delle condizioni biomeccaniche dell’articolazione del ginocchio.

Prospettive future per la ricerca

«In questo lavoro l’abbiamo invece applicata per ricreare il movimento peristaltico del tratto intestinale», spiega Marco Rasponi, ordinario del Dipartimento di elettronica, informatica e bioingegneria del Politecnico. «Grazie ai continui movimenti generati da uBeat, è possibile far differenziare le principali popolazioni intestinali a partire da organoidi umani, riproducendo su chip un ambiente altamente realistico». Naturalmente la possibilità di ricreare processi biologici così complessi mediante la sola ingegnerizzazione apre prospettive molto promettenti nella realizzazione di modelli in vitro umanizzati destinati a sostituire la sperimentazione animale in numerosi ambiti.

Immunoterapia, i non responder 

Ma soprattutto è grazie a questo modello che gli studiosi hanno scoperto che il microbiota dei pazienti con melanoma che non rispondo all’immunoterapia ha specifiche caratteristiche pro-infiammatorie che danneggiano l’integrità della barriera epiteliale dell’intestino e promuovono la produzione di molecole in grado di causare una disregolazione del sistema immunitario. «L’idea di studiare l’influenza che il microbiota intestinale esercita sulla risposta all’immunoterapia dei pazienti con melanoma parte dai miei studi negli Usa», ha spiegato Luigi Nezi, group leader del Dipartimento di oncologia sperimentale allo Ieo.

Melanoma, più casi meno prevenzione

Vantaggi terapeutici e per il Ssn

Gut-on-chip permetterà in definitiva di stratificare i pazienti, così da poter somministrare l’immunoterapia solo a chi più probabilmente ne beneficerà: si può ottenere così un importante vantaggio in termini di qualità di vita, evitando ai pazienti resistenti alla terapia il rischio di inutili effetti collaterali, e allo stesso tempo un notevole risparmio per il Sistema sanitario nazionale. Attualmente i ricercatori stanno già utilizzando questo dispositivo per studiare i meccanismi molecolari coinvolti nella risposta all’immunoterapia anche in altri tumori.