Potrebbero le ossa cresciute in laboratorio sostituire gli innesti di tessuto e gli interventi chirurgici più dolorosi? Nina Tandon è l’amministratore delegato e co-fondatore di EpiBone, una società biotecnologica con sede a Brooklyn che è stata scelta come uno dei pionieri della tecnologia 2015 del World Economic Forum. Tandon è anche un World Economic Forum Young Scientist che parlerà alla riunione annuale dei nuovi campioni a Tianjin, in Cina, dal 26 al 28 giugno.
Cosa fate?
Cresciamo le ossa dalle cellule staminali per aiutare le persone che hanno bisogno di ricostruzione scheletrica.
Come fate?
Prendiamo due cose dal paziente. Uno è un campione del loro tessuto grasso, da cui estraiamo le cellule staminali. L’altro è una TAC, che è come una radiografia tridimensionale dell’osso che vogliamo costruire. Lo usiamo per creare la forma perfetta, quella che chiamiamo impalcatura. Questa impalcatura può essere fatta di proteine e collagene da ossa animali, o può essere fatta di materiali sintetici. Infondiamo le cellule in questo pezzo di puzzle, questa impalcatura, e in circa tre settimane le cellule maturano in un pezzo di osso che è pronto per l’impianto.
Qual è il vantaggio rispetto ai tradizionali trapianti di osso o ai trapianti sintetici?
L’attuale gold standard per le procedure ricostruttive è chiamato autograft, dove tagliamo un pezzo di osso da una parte del corpo e lo mettiamo in un’altra. Questo funziona abbastanza bene per dove c’è bisogno dell’osso, ma può causare altri problemi, perché non c’è pezzo di osso che non sia veramente necessario nel corpo. Per esempio, il mio fidanzato è stato operato per ricostruire la sua caviglia. Gli hanno preso un pezzo dell’osso dell’anca, e il suo addome gli fa ancora male quanto la sua caviglia.
Le protesi sintetiche durano solo un certo tempo, e la gente vive sempre più a lungo. Se ti infortuni a 15 anni e vivi fino a 115, l’idea che il tuo impianto duri solo 10-15 anni sta diventando insostenibile. Quindi abbiamo bisogno di nuove soluzioni per la riparazione dello scheletro.
Speriamo anche che con il nostro approccio non ci sarà bisogno di farmaci immunosoppressori perché ci sarebbe il riconoscimento che è il corpo stesso, dato che è il tuo stesso DNA.
A che punto siete con la vostra ricerca?
Stiamo facendo esperimenti sugli animali, e pensiamo di essere a circa 18 mesi dalla sperimentazione umana.
Per quanto riguarda il lancio sul mercato, stiamo guardando al 2022 o al 2023. Questo non è uno sprint, è una maratona. Si può riprogrammare un chip e immediatamente assume un comportamento diverso, ma ci vogliono tre settimane per far crescere un osso. La nostra tecnologia si sta muovendo velocemente, ma le cellule stesse non possono essere affrettate, e la ricerca medica non può essere affrettata.
Abbiamo fatto amicizia con molti chirurghi nel corso degli anni, e hanno un disperato bisogno di cose come questa. Hanno pazienti che vogliono curare. Riceviamo e-mail ogni giorno da persone che vogliono fare volontariato. Ma prima dobbiamo assicurarci che sia tutto sicuro.
Chi ne beneficerà?
In questo momento ci stiamo concentrando sulle ossa sopra il collo, per il cancro, i traumi, i difetti congeniti e la chirurgia dentale. In questo settore, circa 100.000 procedure vengono eseguite ogni anno solo negli Stati Uniti. Dopo il sangue, l’osso è il tessuto più trapiantato.
Potreste anche far crescere ossa più grandi?
In teoria, sì, ma i materiali delle nostre impalcature dettano alcuni dei nostri limiti. Quindi stiamo osservando da vicino ogni progresso nella scienza dei materiali che implica che possiamo far crescere ossa più grandi e più forti.
Come la crescita di una gamba intera, o di un braccio?
Possiamo tutti vedere un futuro in cui il nostro approccio può essere usato per rigenerare un intero arto, ma questo sarà molto più avanti perché ci sono molti tessuti che vanno in un arto. C’è la pelle, i neuroni, i muscoli, le ossa, i tendini, i legamenti, e si coltivano tutte queste cose in diversi microambienti. Lo stato dell’arte in questo momento è far crescere due tipi di tessuto insieme – osso e cartilagine, o muscolo e nervo – e questo è già difficile. Ma speriamo di gettare le basi per questa tecnologia futura.
Quali sono le vostre altre sfide?
La nostra sfida principale è tradurre il lavoro dal laboratorio alla clinica, agli esseri umani. Dobbiamo tenere la testa bassa e fare un buon lavoro con la scienza, in modo da poter arrivare alla clinica e aiutare le persone.
E quali sono i vostri obiettivi a lungo termine?
Mi piacerebbe essere in grado di dire che se sei nato con difetti congeniti, non devi essere consegnato a una vita di deturpazione, che puoi avere il tuo viso restaurato. Più in generale, mi piace l’idea che possiamo guardare al nostro corpo come fonte di guarigione, al contrario di pillole e macchine.
In un certo senso è una visione agricola ed ecologica del corpo, unita alla fabbricazione 3D. È così vecchio che è nuovo. Questa idea che possiamo coltivare sistemi naturali ha le sue radici nella preistoria, con l’addomesticamento degli animali. Ma ora viene reinterpretata come: “Possiamo riparare i nostri corpi usando le nostre stesse cellule?”
Lei si è formato originariamente come ingegnere elettrico. Come sei passato dalla programmazione dei chip alla coltivazione delle ossa?
Nei primi anni 2000 lavoravo nelle telecomunicazioni e ho iniziato a seguire un corso serale di fisiologia nel college locale. Leggendo del DNA e realizzando che era molto più potente di un dispositivo di memorizzazione binario, è stata una forte analogia per me. Ho finito per andare al MIT per studiare le interfacce neurali. Ho contribuito a far uscire EpiBone dal laboratorio del mio supervisore di dottorato insieme a un altro post-doc, Sarindr Bhumiratana. Io coltivavo tessuti cardiaci e neurali, e lui coltivava ossa e cartilagini. Quindi questo è certamente un lavoro di squadra.
Come persona appassionata di scienza, come incoraggerebbe più donne a entrare nei campi STEM (scienza, tecnologia, ingegneria e matematica)?
Da piccoli, siamo tutti appassionati di scienza, ma poi dobbiamo restringere i nostri studi negli anni dell’adolescenza. È allora che cominciamo a perdere le nostre ragazze, ma anche molti ragazzi, quindi assicuriamoci di trovare dei modi per farli rimanere coinvolti. I giocattoli sono una grande via d’accesso, e ci sono alcuni brillanti innovatori in questo campo, come Ayah Bdeir di littleBits, e Debbie Sterling di GoldieBlox. Ricordando che l’apprendimento è un gioco, e che le carriere possono anche essere un gioco, tutti questi sono modi per assicurarci di avere una serie diversificata di collaboratori.
Questa intervista è stata prodotta in collaborazione con il World Economic Forum.