Un team internazionale di ricercatori provenienti da Cina, Giappone e Stati Uniti ha compiuto un importante passo avanti nella stampa 3D di organi, un aspetto intrigante ma estremamente impegnativo dell’ingegneria biomedica. L’organo scelto è stato il pene, parte del quale è stato ricostruito in laboratorio utilizzando un idrogel che mostra una funzionalità realistica. L’organo artificiale è stato poi impiantato in conigli e maiali con problemi penieni, e questi animali sono stati in grado di accoppiarsi e riprodursi nel giro di poche settimane.
Una delle sfide cruciali nella stampa di un organo a partire dal suo tessuto di base riguarda la sua rete vascolare. Le cellule che compongono gli organi hanno bisogno di sangue per portare loro l’ossigeno e i nutrienti necessari per funzionare e sopravvivere. Per quanto riguarda il pene, la rete vascolare ha la funzione specifica di generare un’erezione; il sangue rimane intrappolato nei corpi cavernosi, il che porta il pene a diventare eretto.
Il team di ricerca è riuscito a utilizzare un idrogel per stampare in 3D modelli del pene, che includevano le strutture principali: i corpi cavernosi e il corpo spongioso con la sua struttura uretrale, nonché la tunica albuginea che li copre. Questo approccio ha permesso ai ricercatori di studiare possibili difetti e interventi in vitro, in modo che le proprietà e i difetti nella normale funzione peniena potessero essere studiati senza animali o esseri umani. Danni alla tunica albuginea e ai corpi cavernosi possono portare a condizioni mediche. In particolare, il team voleva creare modelli in vitro per la disfunzione erettile e la malattia di Peyronie, una condizione in cui si formano tessuti cicatriziali sotto la pelle del pene, che può portare a erezioni curve e dolorose.
Il modello di idrogel è stato utilizzato per dimostrare come il sangue fluisce nei corpi cavernosi, ingorgando l’organo, e come i seni cavernosi funzionano come una valvola bloccando il flusso sanguigno, dando la capacità di raggiungere e mantenere un’erezione. Il team è stato anche in grado di creare una versione del modello che potesse essere trapiantata in maiali e conigli. Hanno realizzato un modello dinamico dei corpi cavernosi, seminato con cellule endoteliali, lo strato singolo di cellule che riveste tutti i vasi sanguigni. È stato poi impiantato in conigli e maiali con difetti penieni. Nel giro di poche settimane, la normale funzione erettile è stata ripristinata; ha anche permesso agli animali di accoppiarsi e riprodursi.
“Questi risultati sottolineano le potenziali applicazioni cliniche del corpo cavernoso biomimetico (BCC) per il trattamento delle lesioni peniene. Inoltre, questo studio avanza l’applicazione clinica di organi artificiali stampati in 3D,” hanno scritto gli autori in un articolo che descrive il modello. Poco più della metà degli uomini cis di età compresa tra 40 e 70 anni avrà una disfunzione erettile da lieve a moderata secondo il Massachusetts Male Aging Study. La prevalenza della malattia di Peyronie è significativamente inferiore (tra l’1 e il 13 percento). Una futura versione umana di questo modello potrebbe essere impiegata come trattamento per queste condizioni, o in chirurgia di affermazione di genere per uomini trans. Lo studio è pubblicato su Nature Biomedical Engineering.