Sembra facile riprodurre quanto accade nei polmoni. Perché questi organi fondamentali per la vita, che ci consentono di respirare e non solo, sono apparentemente semplici. Ma in realtà nascondono complessità che, tra le altre cose, rendono anche soggettiva la risposta ai virus che non si comportano sempre allo stesso modo. O meglio. Non bisogna commettere l’errore di considerare che i danni legati ad un’infezione respiratoria di natura virale siano sempre e comunque sovrapponibili, visto che le risposte delle diverse regioni polmonari (arrivando fino agli alveoli) sono varie e complesse. Ed immaginare attraverso modelli tradizionali cosa può accadere non è certo agevole. Così, la tecnologia ci viene in aiuto. Come? Attraverso organoidi, vere e proprie copie di tessuto dell’apparato respiratorio che possono riprodurre sistemi che emulano le diverse aree. A far sperare in un futuro che possa permettere di prevedere le risposte del parenchima polmonare nelle sue varie zone ad un’infezione virale, come accade ad esempio per il virus SARS-CoV-2 responsabile di Covid-19, è una ricerca presentata su Nature Biomedical Engeneering e portata avanti dagli studiosi dell’Università di Kyoto.
Gli esperti nipponici hanno messo a punto un sistema microfisiologico, o MPS, in grado di emulare diverse regioni dei polmoni umani. Così sarà più semplice studiare patologie virali ed avere terapie davvero mirate caso per caso. “I nostri chip ci permettono di modellare le distinte risposte delle regioni polmonari prossimali e distali, derivate da una fonte isogenica, alle infezioni virali respiratorie”, segnala in una nota dell’ateneo l’autore principale, Sachin Yadav.
PIATTAFORMA SU MISURA
La ricerca, insomma, offre una piattaforma più accurata per lo studio dei meccanismi patogeni specifici di tessuti e virus, nonché per la valutazione dell’efficacia dei farmaci. E potrebbe diventate utile nel caso di possibili pandemie future. “Le conoscenze acquisite possono essere utilizzate per sviluppare modelli di altri organi umani e sistemi multiorgano, facilitando lo studio delle interazioni tra organi”, indica il responsabile del team Ryuji Yokokawa. Non solo. si potrebbe arrivare anche a farmaci mirati, caso per caso, grazie alla possibilità di testare precocemente eventuali farmaci sperimentali necessari per affrontare la situazione. Insomma: siamo di fronte ad un sistema di chip che ha potenziali applicazioni in pneumologia ma non solo. Poter disporre di organoidi, in qualche modo rappresenta la speranza per il futuro della ricerca di base e per testare con estrema rapidità non solo i meccanismi patogenetici delle infezioni ma più in generale la risposta alle terapie.
LA COMPLESSITÀ DEI POLMONI
I polmoni hanno la forma di cono, con una base più ampia e l’apice rivolto verso l’alto, e si trovano nel torace. E sono divisi in “lobi”, grandi zone piene di alveoli. Nel polmone destro ci sono 3 lobi, mentre nel sinistro ce ne sono solo 2. I polmoni hanno una specie di naturale “barriera” che li protegge dai traumi. A formarla contribuiscono le coste, saldate davanti con lo sterno e dietro con la colonna vertebrale, e dai muscoli che permettono l’espansione del torace, chiamati muscoli respiratori. Nella parte più interna del torace, vicino ai polmoni, ci sono il cuore, la trachea (il tubo che collega i polmoni stessi alle vie respiratorie superiori) e l’esofago, entro cui passa il cibo. Quando respiriamo normalmente, i polmoni non hanno bisogno di espandersi in maniera particolare. Ma se c’è bisogno di grandi quantità di ossigeno si può anche allargare di molto la superficie polmonare che lavora. A consentire questo fenomeno sono le pleure, 2 sottili membrane sierose. Una è attaccata al tessuto polmonare, e l’altra alla parte interna del torace. Tra le 2 pleure si crea quindi uno spazio, che permette al polmone di allargarsi al massimo e di restringersi senza che gli alveoli di “attacchino” l’un l’altro. In bassa una funzione simile è svolta dal diaframma, un grande muscolo che divide il torace dall’addome e sposta in basso gli organi della “pancia” quando il polmone si deve espandere. Il tessuto polmonare è molto morbido ed elastico. Si chiama parenchima ed è formato dagli alveoli. Questi sono “rivestiti” da una membrana quasi impercettibile, che li mette in contatto con i capillari in cui scorre il sangue. Attraverso la membrana “alveolo-capillare” ossigeno e anidride carbonica vengono spostati rispettivamente dall’alveolo al sangue e viceversa.
Contrariamente a quanto si pensa, il polmone non ha solo il compito di respirare. Infatti oltre a questa funzione l’organo ha un’importante attività di difesa dalle infezioni. I germi e i virus che scendono attraverso le vie respiratorie possono infatti essere “fermati” lungo il loro tragitto nei bronchi ed eliminati con il muco o con i colpi di tosse. E proprio per questo, conoscere cosa accade potrebbe essere fondamentale.
