Micro-organi in provetta per testare i farmaci



  • Mini-organi sviluppati in laboratorio permetteranno di sperimentare le terapie senza coinvolgere il paziente.
  • Sono già in uso sperimentale mini-versioni di intestini, fegato reni e altri organi per sviluppare la ricerca nel campo dei timori e sperimentare farmaci.
  • Il brevetto offre una alternativa all’uso di cavie animali nella ricerca farmaceutica e riduce il tempo per portare sul mercato nuovi principi attivi.
  • Secondo il Presidente dello European Patent Office Battistelli, si tratta di una «base sicura e sostenibile per la sperimentazione e lo sviluppo di farmaci».

Monaco di Baviera, 26 Aprile 2017 – Lo sviluppo dei farmaci è un processo lungo e costoso, che richiede anni di ricerca e miliardi di euro. Particolarmente costosa è la fase di sperimentazione dei principi effettuata con i trial clinici onerosi e potenzialmente rischiosi per i pazienti. Sarebbe bello se si potessero costruire in laboratorio delle repliche degli organi umani e testare su queste l’efficacia e i dosaggi ideali per ogni singolo paziente. Grazie al genetista molecolare Hans Clevers e agli ‘organoidi’ questa che sembrava un’ipotesi avventata potrebbe diventare una realtà.

Grazie agli organoidi Clevers è stato nominato fra i finalisti dell’European Inventor Award 2017 nella categoria Ricerca. I vincitori della 12ª edizione del premio saranno annunciati nel corso di una cerimonia che si terrà a Venezia il 15 giugno. «Hans Clevers ha trasformato in realtà la prospettiva di creare dei mini organi per testare in modo sicuro i farmaci», ha detto il presidente dello European Patent Office, Benoît Battistelli, annunciando i finalisti dello European Inventor Award 2017.

«La sua invenzione offre una base sicura e più sostenibile per la verifica dell’efficacia e per lo sviluppo dei farmaci. E apre la strada a un approccio di medicina personalizzata per il trattamento permettendo di prevedere gli effetti di un farmaco sul singolo paziente».

Una sfida ai luoghi comuni

Clevers è stato uno dei primi scienziati a sviluppare ‘intestinoidi’ per sperimentare l’effetto dei farmaci su un tessuto intestinale ‘vivo’. Raggiunse questo risultato nei primi anni 2000 mentre studiava i tumori dell’intestino come direttore dello Hubrecht Institute for Stem Cell Research a Utrecht. Al cuore della sua invenzione c’è una classe di cellule staminali intestinali chiamate LGR5 scoperte da Clevers e dai suoi collaboratori. C’era però un importante ostacolo, «l’opinione diffusa era che le cellule staminali adulte non si dividono e moltiplicano in laboratorio.

Tutti concordavano che questo era impossibile, perciò nessuno ci provava davvero», ricorda Clevers. Con otto anni di lavoro che lo hanno portato a sottoporre 15 brevetti, lo scienziato olandese non è solo riuscito a far crescere delle staminali ‘in provetta’: circondandole con un gel che offre loro nutrimento e supporto strutturale, le staminali di Clevers hanno sviluppato intestini in miniatura di pochi millimetri».

Dal 2009 il processo ha aperto un mondo di possibilità inedite: «Abbiamo scoperto che si poteva fare lo stesso per altri organi: il fegato, il polmone, la prostata; c’è una lista crescente di organi che possono essere fatti crescere fuori dal corpo umano», nota Clevers.

Più sicura e ‘su misura’

L’invenzione degli organoidi risolve un antico problema: i nuovi principi attivi sono testati su popolazioni, non su individui ma ogni paziente ha una sua risposta al farmaco. Quello che funziona per un paziente potrebbe non funzionare su un altro, addirittura potrebbe portare delle reazioni avverse. Non è raro. Si stima che il 5% degli accessi in ospedale in Europa sia dovuto alla reazione avversa a un farmaco e questa è la quinta causa più comune di morte in ospedale.

Ecco che gli organoidi potrebbero fare la differenza. Sviluppando fuori dal corpo le staminali di quel singolo paziente si può creare un organoide sul quale pre-testare l’effetto delle cure, comprese le cure più aggressive. «Preleviamo le staminali del paziente e costruiamo da queste un mini-organo sul quale testiamo i differenti farmaci e vediamo quale farmaco funziona e quale no. È un passo verso una medicina personalizzata», ricorda Clevers. In effetti, gli organoidi sono la chiave per futuri trattamenti centrati sul corredo genetico specifico del paziente. Si possono anche sviluppare tumoroidi cioè repliche in miniatura di tessuti cancerosi e vedere su questi gli effetti di potenziali terapie.

Piccoli organi, grande impatto

Gli organoidi potrebbero ridurre in modo rilevante i costi del processo di sviluppo dei farmaci. Oggi solo un principio attivo su 10mila completa il ciclo e diventa un farmaco commercializzabile, Il 50% dei farmaci (e la percentuale sta crescendo) ‘cade’ nella fase più avanzata e costosa, la fase tre, cioè le sperimentazioni su grandi numeri di pazienti. Riducendo questi costi enormi, gli organoidi possono abbassare i costi del farmaco finale e aumentare la sicurezza del paziente.

Da un punto di vista etico, il brevetto di Clevers porta significativi benefici, gli organoidi offrono una alternativa all’ampio uso di cavie animali. Si usano animali vivi per testate la tossicità di un principio attivo. Per determinare il dosaggio letale di una molecola è necessario uccidere metà degli animali testati.

In termini di potenziale economico, gli analisti considerano gli organoidi una rivoluzione nel mercato delle culture cellulare tridimensionali, un segmento che oggi vale 561 milioni di euro all’anno ma potrebbe arrivare a 2 miliardi nel 2019 grazie alla maggiore disponibilità e alle crescenti applicazioni degli organoidi.

Un medico in laboratorio

Hans Clevers ha creato il settore degli organi in miniatura nel quale è una autorità internazionale. La chiave del suo successo è forse il fatto – raro – che Clevers è sia un medico sia uno scienziato da laboratorio. Ha infatti conseguito il suo PhD in immunologia all’Università di Utrecht nel 1985, un anno dopo la laurea in medicina.

Nei seguenti quattro anni di post dottorato al Dana-Farber Cancer Institute della Harvard University si è specializzato nella genetica e ha creato il suo laboratorio di ricerca genetico all’Università di Utrecht, dove è professore e direttore della ricerca del Princess Máxima Center for Pediatric Oncology dal 2015. Autore di 540 pubblicazioni, fondatore di due spin off nati per portare sul mercato i suoi brevetti, Clevers è ancora alla ricerca di sfide per dare un impatto clinico alle sue intuizioni di ricercatore. I suoi contributi stanno solo iniziando a cambiare la pratica clinica ma hanno già vinto numerosi riconoscimenti: il Louis Jeantet Prize nel 2004, lo Heineken Prize for Medicine nel 2012 e il Breakthrough Prize in Life Sciences nel 2013.

Al momento Clevers sta cercando dei pazienti olandesi con fibrosi cistica che partecipino a un programma di terapia personalizzata con intestinoidi e sta puntando a un’altra missione impossibile: crescere fuori dal corpo organi completi come ‘parti di ricambio’ bioingegnerizzate da trapiantare e ha già creato, nella sua Università, un archivio di campioni di staminali. «Se ti poni delle domande davvero profonde, le risposte che troverai saranno inaspettate e potranno portare a innovazioni radicali», ricorda Clevers.