Giovani talenti in bioingegneria sfidano i limiti della ricerca biomedica con cellule umane
I due Young 3Rs Investigators Awards del 2026 vanno a Blandine Clément, per la sua ricerca sul trattamento del dolore cronico, e a Amanzhol Kurmashev, per il suo contributo alla lotta alla resistenza agli antibiotici. Entrambi lavorano in due gruppi di ricerca diversi presso il politecnico di Zurigo dopo aver studiato bioingenieria. Hanno utilizzato sistemi derivati da cellule staminali umane per rendere le loro ricerche più rilevanti per la medicina umana, mantenendole prive dell’impiego di animali.
Ridefinire il dolore: una svolta consente di comprendere il dolore umano senza ricorrere agli animali
La dottoressa Blandine Clément, ricercatrice presso l’ETH di Zurigo e Novartis, sta ridefinendo la ricerca sul dolore con una piattaforma “pain-on-a-chip” basata su cellule umane. Il sistema consente agli scienziati di studiare i complessi meccanismi del dolore senza ricorrere agli animali, fornendo un approccio più etico e clinicamente rilevante per comprendere come funziona il dolore negli esseri umani.
Il modello utilizza neuroni sensoriali derivati da cellule staminali umane per ricreare gli elementi chiave della via sensoriale. Queste cellule sono combinate in un sistema miniaturizzato e interconnesso che permette ai ricercatori di studiare i processi del dolore e testare potenziali terapie in condizioni controllate. Il sistema integra diversi tipi di cellule umane, tra cui neuroni, cellule cutanee e cellule di Schwann. Questa piattaforma innovativa ha già suscitato l’interesse sia dei partner accademici che di quelli industriali. «È molto stimolante vedere che il modello sta attirando l’attenzione di collaboratori pronti a sperimentare nuovi approcci», afferma Blandine Clément. Il sistema consente ai ricercatori di studiare i meccanismi del dolore lungo l’intera via sensoriale umana interamente in vitro, senza ricorrere a tessuti animali. Tutte le cellule del modello sono umane. «Naturalmente, c’è ancora molta strada da fare prima che questo tipo di modello umano venga pienamente adottato per la sperimentazione e la scoperta di farmaci», aggiunge, «ma si tratta di uno sforzo collettivo».
Guardando al futuro, la dottoressa Clément spera che la collaborazione continua e l’adozione di metodi basati su modelli umani accelerino la sostituzione dei modelli animali e migliorino la traslazione dei risultati della ricerca in trattamenti per i pazienti.
Reinventare la ricerca sulle infezioni con modelli di tessuto umano
Il dottor Amanzhol Kurmashev, ricercatore presso l’ETH di Zurigo e membro del consorzio NCCR AntiResist, sta sviluppando nuove tecnologie microfluidiche che consentono agli scienziati di studiare le infezioni batteriche in modelli di tessuto umano in tempo reale. Il suo lavoro affronta le sfide chiave nella ricerca sulle infezioni, consentendo esperimenti più rilevanti dal punto di vista fisiologico e riducendo al contempo la dipendenza dai modelli animali.
Al centro del suo lavoro c’è una piattaforma che potenzia il sistema di filtri Transwell, ampiamente utilizzato per la coltura cellulare, con un controllo microfluidico dinamico e un’imaging ad alta risoluzione. Ciò permette ai ricercatori di osservare come gli agenti patogeni invadono i tessuti e rispondono alle terapie in condizioni controllate e rilevanti per l’uomo. «Il mio lavoro colma questa lacuna trasformando il noto formato Transwell in un sistema microfisiologico avanzato», afferma il dottor Kurmashev, sottolineando l’importanza di combinare le capacità tecniche con l’accessibilità per l’uso quotidiano in laboratorio.
La piattaforma sostiene inoltre i principi di sostituzione e riduzione nell’ambito del quadro delle 3R. Abbassando le barriere tecniche e basandosi su flussi di lavoro consolidati, offre ai laboratori un’opzione pratica per studiare i processi infettivi e valutare le terapie in vitro. Come osserva il dottor Kurmashev, «Sviluppare tecnologie per promuovere alternative ai modelli animali rilevanti per l’uomo non è un’attività di nicchia, ma una priorità in cui la comunità è pronta a investire». Aggiunge inoltre che «la tecnologia di maggiore impatto è quella che i propri colleghi possono adottare facilmente».