Laureata in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche, Sofia Moroni sta concludendo presso il PharmaTechLab di Uniurb un Dottorato di ricerca innovativo in Research Methods in Science and Technology, finanziato dalla Regione Marche, sul tema dell’applicazione della stampa 3D e di sistemi microfluidici nell’ambito della medicina personalizzata.
Alla Queen’s University di Belfast Sofia ha frequentato il secondo anno del PhD, partecipando a un’importante ricerca che ha prodotto in stampa 4D il concept di un dispositivo multifunzionale per il trattamento personalizzato del carcinoma mammario. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica International Journal of Pharmaceutics.
“La soddisfazione principale – spiega il Professor Luca Casettari, docente di Tecnologia e Legislazione Farmaceutica e Tutor della dottoranda – è di aver dato la possibilità a una nostra allieva di fare questa esperienza di ricerca in collaborazione con Prosilas, nota azienda del territorio regionale che si occupa di additive manifacturing, e con il gruppo di ricerca internazionale coordinato dal Professor Dimitrios Lamprou della Queen’s University di Belfast. Tra l’altro, la tematica importante delle tecnologie emergenti come la stampa 3D e 4D si riflette anche all’interno di uno dei WP del progetto PNRR Vitality, orientato all’innovazione, alla digitalizzazione e alla sostenibilità dell’economia del Centro Italia, di cui il mio gruppo di ricerca fa parte, che prevede l’uso di tecnologie di stampa 3D per produrre forme di dosaggio personalizzate per il rilascio di farmaci”.
Per saperne di più sulla ricerca e sulle potenzialità terapeutiche del dispositivo abbiamo intervistato Sofia Moroni.
Sofia, molti complimenti! Mi racconti l’esito dello studio al quale hai partecipato nei laboratori della Queen’s University di Belfast?
Grazie! Abbiamo sviluppato un progetto che ha l’obiettivo di stampare in 4D un impianto per il trattamento personalizzato del tumore al seno. Volevamo individuare una nuova strategia terapeutica che non sottovalutasse l’aspetto estetico e abbiamo raggiunto l’obiettivo. Sostanzialmente, siamo riusciti a stampare in 4D una protesi di piccole dimensioni che, inserita nella cavità mammaria risultante dalla rimozione di piccoli tumori in fase iniziale, svolge una doppia funzione. Rilascia, infatti, doxorubicina, un farmaco antitumorale in grado di prevenire recidive, ed è progettata per cambiare forma e dimensioni e adattarsi al seno delle singole pazienti perché costruita sulla base delle caratteristiche fisiologiche dell’organo di ognuna di loro.
Il dispositivo potrebbe, teoricamente, sostituire alcune delle terapie oggi in uso?
Questa tecnica multifunzionale potrebbe potenzialmente evitare il trattamento radioterapico o le terapie sistemiche, ad esempio, e migliorare il risultato estetico mitigando anche il disagio psicologico delle pazienti legato alla malattia e all’intervento.
La pubblicazione scientifica spiega che l’impianto potrebbe evitare anche gli effetti collaterali dovuti a trattamenti previsti attualmente dai protocolli.
Sì, perché mentre le terapie tradizionali rilasciano l’antitumorale a livello sistemico, in maniera diffusa nell’organismo, il nostro dispositivo consentirebbe una somministrazione del farmaco mirata, localizzata e circoscritta alla parte che ne ha effettivo bisogno, evitando così gli effetti collaterali purtroppo noti.
Quali fasi di sperimentazione ha attraversato il progetto?
Fasi assolutamente iniziali. In generale, direi che il progetto si trova nello step del “proof of concept”, abbiamo cioè realizzato il prototipo e condotto studi in vitro sia sul processo di rilascio del farmaco, sia sulle cellule: in particolare su cellule MDA-MB-231. In questo modo abbiamo verificato che il nostro dispositivo in assenza di farmaco fosse compatibile con le cellule e, successivamente, che il farmaco rilasciato dal sistema di delivery avesse, di fatto, effetti antitumorali. In sostanza, gli studi in vitro hanno confermato le potenzialità del device.
Stampa 3D e stampa 4D: potrebbe essere utile spiegare per quali caratteristiche si differenziano.
La stampa 4D mette in campo una quarta dimensione: il tempo. Questo significa che la tecnica di stampa è quella 3D che produce però un oggetto dinamico, che cambia nel tempo se sollecitato da stimoli esterni. Quindi il nostro device è stato programmato per cambiare forma e dimensione e per adattarsi e riempire la cavità mammaria.
Di stampa 3D ti occupi nei laboratori di Uniurb, è esatto?
Sì, sto sviluppando il progetto del mio dottorato sull’applicazione della stampa 3D e di sistemi microfluidici nell’ambito della medicina personalizzata con il gruppo di ricerca del PharmaTechLab, il laboratorio dell’Università di Urbino coordinato dal Professor Luca Casettari, che segue come Tutor il mio PhD. Il laboratorio si occupa di tecnologia farmaceutica e, in particolare, di stampa 3D applicata alla veicolazione dei farmaci.
Negli anni abbiamo realizzato diverse forme di delivery validate scientificamente: dall’anello vaginale caricato con antimicotici, per il trattamento antifungino, a patch transdermici per il rilascio di antinfiammatori. Sto imparando tanto in questo ambiente perché le persone sono accoglienti, mi supportano e sono sempre al mio fianco. Il Professor Casettari si impegna molto per attivare collaborazioni tra il proprio team e le industrie farmaceutiche locali e nazionali, e questo scambio di conoscenze favorisce noi che facciamo ricerca, le imprese e il territorio in cui l’Università ha sede.
Immagino tu abbia lavorato in grande sintonia anche con il gruppo di ricerca della Queen’s University. Sei arrivata a Belfast con il giusto background?
Con il team del Professor Dimitrios Lamprou mi sono sentita subito a mio agio, subito parte del gruppo e ho lavorato con grande entusiasmo. Non era la prima esperienza che facevo all’estero e questo mi ha favorito. Infatti, grazie al programma Erasmus sono stata in Portogallo e poi a Helsinki, in Finlandia, dove ho sviluppato la tesi sperimentale che concludeva il percorso di laurea in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche. E in tutte queste occasioni, il bagaglio di conoscenze e competenze che ho messo insieme a Urbino mi è servito molto nel momento in cui ho dovuto applicare ciò che avevo studiato. Quando sono arrivata a Belfast ero al mio secondo anno di dottorato per cui mi sono sentita subito pronta a dare il mio contributo e, ovviamente, a imparare cose nuove: è stata una bellissima sfida!
La prossima sfida?
La sfida che verrà sarà nell’industria farmaceutica, un settore in cui mi piacerebbe fare ricerca continuando a studiare le nuove tecnologie di stampa. Ho già cominciato a esplorare questo ambito durante il dottorato grazie alla collaborazione con Prosilas, azienda leader nell’additive manufacturing e nella stampa 3D, e mi ha incuriosito. Non manca molto alla conclusione del PhD e devo dire che mi dispiacerà tantissimo lasciare le persone di Uniurb che in questi anni mi sono sempre state accanto nel lavoro e nella vita, ma… sono pronta per la prossima avventura professionale!