Enteroidi 3D in Medicina Veterinaria: attuali applicazione e prospettive future

La biologia dei tessuti e degli organi è molto complessa da studiare nei mammiferi e il miglioramento delle conoscenze a riguardo potrebbe essere ostacolato dall’accessibilità dei campioni e da inevitabili preoccupazioni etiche. L’intestino è una componente fondamentale per la crescita e lo sviluppo dell’organismo e la sua omeostasi è di primaria importanza per la salute ed animale. L’epitelio intestinale è costantemente esposto ad una varietà di alimenti, sostanze nutritive, microrganismi, sostanze tossiche, sostanze farmacologiche e metaboliti. La mancanza di modelli sperimentali adeguati ha ostacolato l’aumento di conoscenza riguardo i meccanismi molecolari che regolano l’attività intestinale e, di conseguenza, anche la possibilità di sviluppare efficaci misure preventive o terapeutiche contro eventuali patologie. Gli enteroidi 3D sono sistemi di coltura cellulare in vitro derivati da cellule staminali intestinali, in grado di riprodurre l’anatomia e la fisiologia dell’epitelio originario. Essi ricreano parzialmente la struttura villo-cripta dell’intestino nativo, comprendendo la maggior parte delle cellule che costituiscono l’epitelio intestinale in vivo (enterociti, cellule caliciformi mucipare, cellule enteroendocrine, cellule a ciuffo, cellule di Paneth e cellule staminali) e riproducendone la funzionalità. Gli enteroidi possono essere coltivati in pochi giorni e mantenuti in coltura a lungo termine, attraverso molteplici passaggi in vitro, senza cambiamenti genetici o fisiologici; possono essere crioconservati e, all’occorrenza, scongelati per essere utilizzati come base sperimentale in diversi ambiti di ricerca. Inoltre, la possibilità di ottenere un sistema di coltura cellulare a partire da una singola cellula staminale ha avuto un importante impatto sul mondo della ricerca anche dal punto di vista etico, in quanto, in seguito all’introduzione degli enteroidi, il numero di animali da sperimentazione sacrificati per gli studi intestinali si è ridotto notevolmente. Nell’ultimo decennio, sono state sviluppate le prime tecniche di coltivazione degli enteroidi basate sull’utilizzo di cellule staminali di animali di interesse zootecnico, inclusi bovini, suini, ovini, cavalli, conigli e polli. Tuttavia, ad oggi, le applicazioni degli enteroidi in Medicina Veterinaria sono limitate solo ad alcuni ambiti di ricerca. In particolare, questi modelli sperimentali si sono dimostrati adeguati allo studio delle interazioni che l’epitelio intestinale intraprende con le diverse componenti del contenuto luminale. La letteratura scientifica propone molteplici esempi di studi microbiologici fondati sull’utilizzo degli enteroidi, finalizzati a migliorare la nostra comprensione riguardo i meccanismi patogenetici alla base delle infezioni virali, batteriche e parassitarie. L’applicazione degli enteroidi in altri ambiti di ricerca risulta, attualmente, in uno stadio primordiale; tuttavia, considerando lo stato maturo della tecnica sperimentata per gli enteroidi umani e murini, sembrano esserci concrete possibilità di approfondire ulteriormente il loro sviluppo e di ampliare le loro applicazioni anche in altri settori della Medicina Veterinaria ancora poco esplorati, come la nutrizione, la farmacologia, la tossicologia e la medicina traslazionale.