From pathobioLogy to synoviA on chip: driving rheuMatoId arthritis to the precisioN medicine GOal

https://www.uniupo.it/it/ricerca/progetti-di-ricerca/pathobiology-synovia-chip-driving-rheumatoid-arthritis-precision-medicine-goal

Finanziamento

Ente finanziatore
European Commission
Bando
DT-NMBP-23-2020
Budget
1009043,75

Dipartimenti e Centri

Dipartimenti

DISS

Dipartimento di Scienze della Salute

DIMET

Dipartimento di Medicina Traslazionale

SCUOLAMED

Scuola di Medicina

Docenti

Componenti gruppo di lavoro

Annalisa Chiocchetti

Lia Rimondini

Giuseppe Cappellano

Andrea Cochis

Pier Paolo Sainaghi

Mattia Bellan

Durata progetto

Data inizio progetto
Data fine progetto

L'artrite reumatoide (AR) è una malattia autoimmune, caratterizzata da infiammazione a livello della membrana sinoviale delle articolazioni ed interessa l’1% della popolazione. Se non trattata porta a deformazione articolare e disabilità permanente. Ad oggi non esiste una cura per l'AR, ma il trattamento tempestivo con farmaci antireumatici (DMARD) può rallentare la progressione della stessa, preservando le articolazioni da danni permanenti. Nel caso in cui la terapia di prima linea dovesse fallire, le terapie di seconda linea si avvalgono di “farmaci” biotecnologici, molto costosi ma spesso più efficaci perché mirati a bloccare molecole importanti nel danno. Purtroppo, però, sebbene questo approccio terapeutico sia mirato, solo il 40% dei pazienti con AR risponde al trattamento con una remissione dei sintomi; invece, un’assenza di remissione rimane in circa un terzo dei pazienti, che inizia a peregrinare da un trattamento ad un altro, dando il tempo alla malattia di evolvere. Questa situazione impatta negativamente sia sul singolo paziente che sull’intera società, e pone urgente la necessità di sviluppare una terapia personalizzata, costruita ad hoc per il singolo paziente (medicina di precisione. 
Il progetto FLAMIN-GO (infiammazione che se ne va) si muove in questa direzione. L’obiettivo é quello di sviluppare un’articolazione-su-chip su cui testare il portfolio di farmaci disponibili sul mercato, e fornire un'indicazione della risposta terapeutica entro 1-2 mesi dalla diagnosi. 
Un organo su chip è un dispositivo il cui scopo è quello di mimare le caratteristiche dei tessuti umani (in questo caso l’articolazione) sotto ogni aspetto. Si è possibile grazie ai progressi nelle tecnologie di fabbricazione su micro e nanoscala. Si tratta infatti di un chip multifluidico per colture cellulari tridimensionali che simula le attività, la meccanica e la risposta fisiologica di un organo, rappresentando pertanto un modello in vitro di organo artificiale. 
L’articolazione è organo composto da 4 tessuti, che partecipano all’AR in modo diverso. La membrana sinoviale è il bersaglio principale del processo infiammatorio, la cartilagine e l’osso sono invece i bersagli tardivi del processo erosivo, che porterà alla deformità articolare. Il danno tissutale è infine sostenuto dal sistema immunitario che fluisce nell’articolazione tramite un sistema di vasi che sono indotti dalla malattia. 
In FLAMIN-GO il chip è molto complesso e verrà implementato costruendo 3 diversi chip intermedi, uno per ogni tessuto, come dei mattoncini lego (vaso+sistema immunitario, sinovia+liquido sinoviale, cartilagine+osso), per essere poi assemblati a fine progetto. Questo chip ospiterà colture cellulari provenienti dalle biopsie prelevate da ciascun paziente. Naturalmente, vista la ridotta dimensione della cella di coltura, con un prelievo bioptico sarà possibile costruire numerosi chip in parallelo e testare pertanto tanti farmaci alla volta.
L’ambizione di questo progetto è quello di rivoluzionare il modo con cui facciamo medicina: non cercando di predire la risposta al trattamento sulla base di biomarcatori ma testando i farmaci direttamente sui tessuti malati di ciascun paziente.
FLAMIN-GO si realizzerà al CAAD, infrastruttura di ricerca che rende possibile la sinergia tra le innovative facilities di ricerca, l’ambulatorio di reumatologia che si occuperà dell’esecuzione delle biopsie, e la biobanca, che conserverà le biopsie arruolate nello studio clinico. FLAMIN-GO vedrà coinvolti entrambi i dipartimenti di eccellenza della scuola di medicina (DSS, DIMET). 
I punti di forza del nostro progetto sono diversi.
Il primo è rappresentato dal coinvolgimento in esso di un grande consorzio internazionale caratterizzato da competenze trasversali in medicina, in ingegneria, nelle scienze dei materiali, nell’industria e nel marketing. FLAMIN-GO ha infatti l’ambizione, di creare una stARt-up, incubata al CAAD, per la realizzazione e la commercializzazione dell’articolazione su chip. In una versione semplificata e non personalizzata, potrebbe infatti essere di interesse per aziende farmaceutiche, al fine di testare rapidamente la sicurezza e l’efficacia di nuovi farmaci, con un modello complesso e più prossimo alla realtà, rispetto alle canoniche colture 2D oppure ai modelli animali.