Co-colture integrate discrete multiorgano (IdMOC)

La co-coltura integrata discreta multiorgano (IdMOC) è un modello sperimentale di coltura piuttosto semplice, che permette lo studio delle interazioni tra diversi tipi cellulari appartenenti a diversi organi, in modo simile a ciò che avverrebbe in vivo, dove i diversi organi e tessuti interagiscono tra loro attraverso la circolazione sistemica, scambiandosi segnali chimici, metaboliti, ecc.

La piattaforma IdMOC consiste in un sistema di pozzetti multipli situati all’interno di una camera che li interconnette. I diversi tipi cellulari  (appartenenti di solito ad organi diversi ma anche derivati dallo stesso organo a seconda del tipo di saggio) vengono fatti crescere nei pozzetti che sono poi messi in comunicazione attraverso un fluido.  La sostanza da testare può essere aggiunta al fluido che ricopre i pozzetti. Sia il mezzo che le cellule possono essere analizzati singolarmente per gli endpoint stabiliti (es. markers di stress ossidativo, citotossicità, infiammazione, ecc.)

idmoc coleman 2011

Gli IdMOC potrebbero avere diverse applicazioni, tra cui:

  • Studi ADMET (assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione, tossicità acuta e sub acuta organo-specifica e multi-organo, effetti dei metaboliti di farmaci e xenobiotici)
  • Screening ad alta processività di farmaci, stabilità ed efficacia,  interazione tra farmaci

Utilizzando epatociti in combinazione con altre cellule primarie come ad es. cardiomiociti (modello IdMOC di cardiotossicità), è possibile valutare gli effetti dei farmaci e soprattutto dei metaboliti epatici dei vari farmaci sui vari organi. Esistono non pochi esempi di farmaci che, solo in seguito a metabolismo epatico diventano farmaci attivi, oppure vengono trasformati in metaboliti tossici: mentre una classica coltura cellulare non sarebbe in grado di rilevarne gli effetti, gli IdMOC permettono di superare facilmente questo limite.

Limitazioni

Si tratta comunque di sistemi semplici, ad alta processività, più semplici rispetto ai sistemi microfisiologici. La rilevanza di tale metodo è inoltre collegata al tipo di colture cellulari utilizzate (primarie o linee cellulari) e dalle modalità di coltura (in architettura bidimensionale o 3D). Un altro limite è che al contrario di quanto avviene ad esempio nei bioreattori multicompartimentali modulari (McMB) o  nei sistemi microfisiologici su chip, non c’è un flusso direzionale regolato tra i vari tessuti/organi ma semplicemente essi sono in comunicazione tra loro attraverso un fluido. Ne viene che non si possono mimare certi eventi quali ad esempio la diversa esposizione dei vari organi ad un metabolita epatico, a causa dei differenti flussi ematici.

Riferimenti bibliografici

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