Emorragie pericolose: un nuovo modello intestinale in 3D mira a visualizzarne le cause
Modello miniaturizzato per la ricerca sulle emorragie intestinali difficili da trattare
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Un gruppo di ricerca dell'Università di Siegen, guidato dalla biochimica Prof.ssa Maria Brehm, sta sviluppando un nuovo tipo di modello intestinale su microchip. Questo modello dovrebbe aiutare a capire perché le persone affette da un certo disturbo della coagulazione del sangue soffrono di emorragie intestinali difficili da trattare. La professoressa Brehm è stata premiata per il suo progetto.
Normalmente, l'organismo ci protegge in modo affidabile dalla perdita di sangue: se un vaso sanguigno è lesionato, si attiva un processo finemente regolato che fa coagulare il sangue e chiude la ferita. Un elemento chiave di questo processo è il fattore di von Willebrand (VWF): una proteina del sangue che riconosce le aree ferite e porta le piastrine sulla ferita. Questo processo è interrotto in circa l'1% della popolazione mondiale e le persone affette da malattia di von Willebrand sono a rischio di emorragie prolungate. Le emorragie ricorrenti nell'intestino causate da alterazioni vascolari patologiche - le cosiddette angiodisplasie - sono particolarmente preoccupanti e, in caso di dubbio, pericolose per la vita. I motivi per cui si verificano non sono ancora stati studiati a fondo a livello scientifico. Non esistono farmaci autorizzati per il loro trattamento.
È proprio qui che entra in gioco la ricerca della Prof.ssa Maria Brehm, biochimica dell'Università di Siegen. Lei e il suo team stanno sviluppando un modello intestinale 3D all'avanguardia e miniaturizzato su un microchip di pochi millimetri di diametro. Lo scopo è quello di rappresentare le complicate condizioni dell'intestino umano nel modo più realistico possibile, consentendo così indagini ed esperimenti dettagliati.
La biochimica di Siegen sta sviluppando ulteriormente i modelli intestinali 3D esistenti, in modo che lei e il suo team possano studiare il ruolo del fattore von Willebrand nello sviluppo dell'emorragia intestinale. A tal fine, i ricercatori utilizzano cellule e sangue nel modello in cui il fattore von Willebrand è ridotto. In altre parole, simulano la sindrome di von Willebrand sul microchip. Grazie alla ricerca approfondita con il nuovo modello, per la prima volta è possibile una comprensione completa del quadro clinico.
Il modello aprirà la strada a nuove terapie
In futuro, un modello simile alla malattia potrebbe essere utilizzato per testare nuove sostanze che potrebbero, nella migliore delle ipotesi, arrestare l'emorragia intestinale o alleviare il danno vascolare. I farmaci esistenti e i principi attivi di nuova concezione potrebbero essere testati in un ambiente di laboratorio sicuro, senza dover ricorrere alla sperimentazione animale. "L'emorragia intestinale è comprensibilmente molto dolorosa per i pazienti", afferma il Prof. Brehm. "Stiamo conducendo una ricerca con l'obiettivo di migliorare efficacemente il trattamento dei pazienti a lungo termine".
La professoressa Brehm ha ricevuto il Günter Landbeck Excellence Award per il suo progetto ad Amburgo a novembre. Con questo premio, Takeda Pharma Vertriebs GmbH & Co. KG premia la ricerca di eccellenza sui disturbi della coagulazione del sangue nei Paesi di lingua tedesca. Il biochimico di Siegen ha ricevuto il premio, dotato di 25.000 euro, nella categoria "Lavori sperimentali". I soldi del premio saranno destinati direttamente alla ricerca - è già stato reclutato un nuovo studente di dottorato.
Il Prof. Brehm svolge attività di ricerca presso l'Università di Siegen dal 2021. Il lavoro del gruppo ha già dimostrato come il VWF svolga un ruolo centrale nel controllo della crescita dei vasi sanguigni. Se manca il VWF, una determinata via di segnalazione cellulare - la cosiddetta via di segnalazione PI3K/Akt - viene iperattivata. Di conseguenza, le cellule vascolari iniziano a proliferare, migrare e formare vasi malformati e permeabili al sangue, caratteristiche tipiche dell'angiodisplasia.
In precedenza, il Prof. Brehm ha condotto ricerche per oltre dieci anni presso il Centro Medico Universitario di Amburgo-Eppendorf e nel gruppo di ricerca DFG SHENC ("Shear flow regulation of hemostasis - Bridging the gap between nanomechanics and clinical presentation"), in cui un team interdisciplinare di biochimici, biologi strutturali, biologi, fisici e medici ha studiato il fattore von Willebrand da diverse prospettive. Dal 2011, la professoressa Brehm lavora per scoprire quali forze meccaniche nel sangue controllano l'attività del VWF e come le mutazioni nella proteina portano a malfunzionamenti. Ha già scoperto una serie di mutazioni precedentemente sconosciute nel processo, che sorprendentemente aumentano la coagulazione del sangue e potrebbero quindi aumentare il rischio di attacchi cardiaci.
La malattia di Von Willebrand è il più comune disturbo ereditario della coagulazione del sangue. Donne e uomini ne sono affetti con la stessa frequenza. La stragrande maggioranza ha una forma lieve. Le forme gravi sono rare: solo in questi casi si verificano emorragie intestinali ricorrenti. La proteina sottostante prende il nome dall'internista ed ematologo finlandese Erik Adolf von Willebrand.
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