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Intervista a Nikolas Gaio, vincitore del Lush Prize 2018 con il progetto di chip per sostituire i test sugli animali

Al Lush Prize 2018, nella categoria “Giovani ricercatori” premiato anche il ricercatore italiano Nikolas Gaio con un progetto di studio su chip complessi capaci di ricreare i meccanismi del corpo umano, sia in condizioni normali che in condizioni patologiche. Oltre a sostituire i test sugli animali, l’obiettivo della sua ricerca è quello di creare strumenti innovativi - facilmente producibili su larga scala - con cui studiare e monitorare nel dettaglio il comportamento delle cellule.

Bio

Nome: Dott. Nikolas Gaio

Professione: Laureato nel 2012 in ingegneria elettronica al Politecnico di Milano, sta oggi portando a termine il dottorato presso l’University of Technology di Delft, in Olanda.

Specializzazione: Sviluppo di sistemi complessi di cellule per ricreare i meccanismi fisiologici e patologici del corpo umano. Assieme a due colleghi, ha deciso di applicare le avanzate conoscenze tecniche di bioingeneria per replicare organi umani su chip fondando la start-up BIOND Solutions (BI/OND), con l’obiettivo di ricreare avatar di organi umani che, in combinazione con le cellule del paziente, possano aiutare a trovare una cura personalizzata.

Caratteristiche: Italiano di nascita, olandese di adozione professionale. Si è distinto nella categoria Giovani Ricercatori tra i vincitori del Lush Prize 2018!

Piccole tecnologie, grandi innovazioni

Nikolas, cosa sono gli organ-on-a-chip (OOC)?
Sono sistemi complessi che replicano il comportamento degli organi: si possono usare sia per conoscere più nel dettaglio il funzionamento del corpo umano che per testare nuovi farmaci. Solitamente sono fatti di tessuti - come le cellule cardiache o quelle cerebrali, ad esempio, coltivate in un piccolo chip. Questi modelli forniscono quindi risultati più certi rispetto a quelli che si ottengono con i test standard.

Perché sono una valida alternativa all’animal testing?
Innanzitutto, testare sugli animali non dà previsioni attendibili: infatti, il 94% dei farmaci che superano i test nella fase iniziale, falliscono poi nelle sperimentazioni cliniche. In più, i farmaci testati sugli animali non sono necessariamente sicuri. Grazie agli organ-on-a-chip è possibile riprodurre modelli cellulari dinamici “in miniatura” e, in più, isolare un singolo evento o fenomeno per studiarlo in modo più approfondito.

Qual è il potenziale della ricerca sugli OOC?
Il campo degli OOC ha un grande potenziale per raggiungere o almeno avvicinarsi il più possibile alla complessità di un corpo umano. Ora stiamo concentrando i nostri sforzi per sviluppare modelli di singoli organi o tessuti. Già in tutto il mondo esistono molti gruppi di studio impegnati nel ricreare sistemi di più organi, componendo su chip i “mattoncini” che descrivono il funzionamento del corpo umano.

Quali sono state le fasi della tua ricerca?

  1. Parlare direttamente con l’utente finale - i biologi - per identificare assieme a loro i problemi che stanno riscontrando nel campo degli OOC;
  2. Trovare soluzioni in laboratorio al problema con i nostri mezzi tecnologici;
  3. Fornire lo strumento a chi dovrà utilizzarlo.

Questo metodo di lavoro può sembrare ovvio, ma non immaginate quanti progetti iniziano senza input né feedback da parte dell’utilizzatore finale.

Come sei arrivato a studiare gli OOC?
Sono ingegnere microelettronico, e quello che ho sempre ricordato a me stesso è che qualunque cosa avessi fatto, avrebbe dovuto incidere in modo forte e utile sulla vita delle persone. Il campo della biomedica e quello degli OOC è quindi perfetto, perché si ha la possibilità di strumenti tecnologici complessi per sviluppare terapie che potrebbero salvare vite umane. Nulla è meglio di questo!

Quali sono i punti-forza del progetto con cui hai vinto il Lush Prize?
Penso siano due le ragioni principali per cui mi è stato assegnato il premio:

  • Innanzitutto per il lavoro e i progressi tecnologici raggiunti negli ultimi quattro anni assieme ai colleghi dell'Università tecnica di Delft. Abbiamo lavorato sodo per rendere più semplice l’utilizzo di questi strumenti e, al contempo, migliorarne le funzionalità concentrandoci su nuove tecniche per stimolare e monitorare i tessuti. Non solo: ci siamo accertati che i processi di fabbricazione fossero anche adatti per produzioni su larga scala (un requisito fondamentale, quando si tratta di effettuare centinaia e centinaia di prove per fini statistici).
  • Il secondo motivo dipende dal mio ruolo: sono un punto di contatto fra l’Università tecnica di Delft e i nostri partner, come le università di Biologia e gli ospedali. Avevo capito fin da subito che l’unico modo per accelerare la ricerca nel campo degli OOC fosse unire le forze tra biologi e ingegneri. Ora apprezzo i risultati che stiamo raggiungendo e sono felice di festeggiarli con il Lush Prize.

Come immagini il futuro per gli organ-on-a-chip?
La mia speranza è che la collaborazione tra biologi e ingegneri renda gli organ-on-a-chip strumenti standard per ogni azienda farmaceutica. Questo farebbe davvero la differenza nello sviluppo di cure e terapie mirate. Spero che un giorno questi strumenti tecnologici diventino così ‘comuni’ da non fare più notizia.

Cosa significa per te aver vinto il Lush Prize?
Vincere questo riconoscimento apre un nuovo capitolo della mia ricerca: negli ultimi tre anni ho condotto la mia ricerca principalmente in Olanda e oggi vorrei poter portare le tecnologie che ho sviluppato al di fuori dei soli confini olandesi per poter collaborare e supportare il lavoro di altri biologi.

La fine dei test sugli animali è sempre più vicina?
L’obiettivo che la scienza si pone con i modelli organ-on-a-chip, in alternativa ai test sugli animali, richiede tempo e impegno: sviluppare qualcosa che può replicare il funzionamento del corpo umano è forse più complesso che andare su Marte. Servono anni di ricerca e sviluppo, investimenti, leggi. Questo cammino prevede anche la possibilità di sbagliare ma abbiamo il dovere di provare a muoverci verso una ricerca scientificamente valida e sicura come quella cruelty-free.

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