Dalla coltura delle cellule tumorali alla costruzione di modelli tridimensionali dinamici: il progetto 3D-VITA prosegue il suo percorso di ricerca con l’obiettivo di studiare nuove possibili strategie terapeutiche per il sarcoma epitelioide.
Ma come si studia un tumore in laboratorio? E come possiamo sapere se una terapia funzionerà davvero prima di provarla clinicamente?
È da questi interrogativi che nasce 3D-VITA, l’innovativo progetto sviluppato presso il Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Università degli Studi di Padova sotto la guida della Prof.ssa Mariangela Garofalo.
L’iniziativa è sostenuta e finanziata dalle associazioni dei pazienti Orchestra per la Vita APS e MC4 in Corsa per la Vita ETS (con il contributo liberale di Banca d’Italia) per fare luce sul sarcoma epitelioide un tumore raro, aggressivo e difficile da trattare, che colpisce prevalentemente adolescenti e giovani adulti.
Alla visita erano presenti le dottoresse Sara Mathlouthi ed Elena Xodo, che ci hanno accompagnato alla scoperta del lavoro svolto dal gruppo di ricerca.
( Da sinistra Daniela Pisano, Andrea Bolzicco , Dott.sse Elena Xodo, Sara Mathlouthi )
Gli obiettivi del progetto 3D-VITA
Il progetto ha una duplice missione:
- Ricreare il microambiente tumorale in 3D: Costruire modelli tridimensionali dinamici (“Tumor-on-a-Chip”) che riproducano con fedeltà l’architettura del tumore, la presenza di vasi sanguigni e l’interazione con il sistema immunitario.
- Testare strategie terapeutiche combinate: Valutare l’azione sinergica dei vaccini oncolitici — progettati per infettare e distruggere selettivamente le cellule tumorali e attivare una risposta immunitaria contro il tumore — e di molecole modulatrici (come acido retinoico, vitamina D3 e melatonina) in grado di riprogrammare il microambiente e riattivare le difese immunitarie dell’organismo.
Il problema delle superfici piatte: oltre il limite delle colture bidimensionali in 2D
Per decenni la ricerca si è basata su colture cellulari bidimensionali (2D) adagiate sul fondo piatto di una piastra. Un modello utilissimo per i primi passi, ma molto distante dalla complessità del corpo umano.
Un tumore reale è un ecosistema dinamico: le cellule malate dialogano costantemente con vasi sanguigni e cellule immunitarie. Studiare una malattia così complessa in un sistema bidimensionale è come pretendere di capire il traffico di una grande metropoli osservando un’unica automobile parcheggiata.
Cosa è stato fatto nei primi mesi di ricerca?
Il percorso della scienza è fatto di passi graduali e rigorosi. Nei primi mesi di attività, durante la recente visita dell’associazione Orchestra per la Vita nei laboratori padovani, il team del progetto 3D-VITA ha condiviso i risultati preliminari raggiunti:
- La mappatura della superficie cellulare (Fase 2D): Nel classico modello bidimensionale, il team ha innanzitutto verificato la presenza di specifiche strutture sulla superficie delle cellule tumorali. Si tratta di vere e proprie “porte d’accesso” essenziali affinché i virus oncolitici possano penetrare ed esercitare la loro azione tumore selettiva e immuno-stimolante.
- Lo studio delle combinazioni terapeutiche: Sono state valutate tre molecole — acido retinoico (ATRA), vitamina D3 e melatonina — per capire come influenzino il comportamento delle cellule tumorali, sia da sole sia in combinazione con i virus oncolitici. In questa fase sono stati messi a confronto diversi virus oncolitici per individuare quelli più efficaci. Inoltre, l’attenzione si è concentrata sui macrofagi, cellule immunitarie che nel tumore spesso finiscono per ostacolare la risposta difensiva.
- La creazione degli sferoidi (il primo passo verso il 3D): Superata la fase bidimensionale, il gruppo di ricerca ha iniziato a coltivare le cellule in forma di sferoidi tridimensionali. Si tratta di piccoli aggregati di cellule tumorali che crescono organizzandosi nello spazio, riproducendo l’architettura reale del tumore in modo molto più fedele rispetto alle piastre tradizionali.
Il prossimo traguardo: verso la complessità di un tumore reale
La realizzazione degli sferoidi costituisce il ponte fondamentale verso l’obiettivo finale di 3D-VITA: integrare nel modello 3D anche la componente vascolare ed immunitaria. All’interno di questo sistema sarà possibile valutare gli effetti delle terapie studiate, osservando non soltanto la loro azione sulle cellule tumorali, ma anche le interazioni con le altre cellule presenti nel modello.
Attraverso la tecnologia microfluidica, con un sistema di pompe e bioreattori, verrà simulato il reale flusso sanguigno attorno al tumore ricreando un “Tumor-on-a-Chip”: un micro-tumore dinamico su cui osservare in tempo reale perché alcune terapie funzionano o meno e come renderle ancora più efficaci.
La ricerca per guardare al futuro
Il percorso del progetto 3D-VITA mostra quanto la ricerca scientifica richieda un lavoro graduale: prima comprendere i singoli elementi, poi studiarne le interazioni e, infine, integrarli in un sistema più complesso.
L’obiettivo è disporre di un modello sperimentale più rappresentativo della malattia, che permetta di approfondire il comportamento del sarcoma epitelioide e di valutare nuove combinazioni terapeutiche prima di eventuali ulteriori fasi di sviluppo. È attraverso questi passaggi, spesso poco visibili all’esterno ma fondamentali per il progresso scientifico, che si costruiscono le basi per esplorare nuove possibilità di cura.
Per Orchestra per la Vita ed MC4 visitare il laboratorio significa seguire da vicino una ricerca sostenuta anche grazie alla partecipazione delle associazioni dei pazienti.
Vedere il lavoro quotidiano delle ricercatrici aiuta a comprendere quanto siano importanti la continuità, la collaborazione e il rigore scientifico, soprattutto quando si affronta una malattia rara e difficile da trattare.