Una piattaforma 3D per simulare l'effetto dei farmaci sui primi giorni di sviluppo umano

Un modello tridimensionale, in vitro, completamente automatizzato, capace di simulare i primi 14 giorni dello sviluppo embrionale umano per testare in modo sicuro l’effetto dei farmaci in gravidanza: è questo il cuore di Epiblast, il progetto innovativo ideato dal professor Graziano Martello del Dipartimento di Biologia dell’Università di Padova, appena premiato con un Proof of Concept Grant dal Consiglio Europeo della Ricerca (ERC). Il finanziamento, pari a 150.000 euro, è destinato a colmare il divario tra i risultati scientifici d’avanguardia e le prime fasi di applicazione concreta, commerciale o sociale.

La proposta di Martello è una delle 144 selezionate tra le 480 presentate quest’anno: solo il 30% è stato approvato e appena 9 progetti saranno sviluppati in Italia. Il suo obiettivo è ambizioso: offrire uno strumento efficace per valutare rapidamente e con maggiore precisione il potenziale teratogeno – ovvero capace di causare malformazioni embrionali – di farmaci comunemente usati, superando gli attuali limiti dei test sugli animali e l’impossibilità etica di condurre studi clinici su donne in gravidanza.

L’interesse verso questo tipo di test è cresciuto enormemente dopo lo scandalo del Talidomide negli anni ’60, che provocò gravi malformazioni in migliaia di neonati. Ancora oggi, molti aspetti dello sviluppo embrionale precoce restano poco compresi: solo il 30% degli embrioni si impianta con successo, e le cause potrebbero essere legate a farmaci, a carenze nutrizionali (come quella di acido folico) o ad altri fattori ancora sconosciuti.

Epiblast nasce proprio per fare luce su queste fasi iniziali e delicatissime della vita. Il sistema 3D sviluppato dal gruppo di Martello utilizza cellule staminali pluripotenti umane per ricostruire in laboratorio le strutture chiave dell’embrione durante lo stadio peri- e post-impianto, inclusa la formazione della cavità amniotica, della stria primitiva e dell’epitelio dell’epiblasto. Un modello unico nel suo genere, che apre la strada a nuovi standard nella valutazione della sicurezza dei farmaci in fase preclinica.

«Il nostro obiettivo – spiega Martello – è duplice: da un lato vogliamo identificare sostanze potenzialmente pericolose, dall’altro speriamo di scoprire molecole in grado di aumentare le probabilità di concepimento. Vogliamo contribuire ad avere gravidanze più sicure e bambini più sani».

Il riconoscimento dell’ERC si aggiunge a una carriera di eccellenza. Laureato in Biotecnologie Mediche e dottore di ricerca in Genetica e Biologia Molecolare dello Sviluppo all’Università di Padova, Martello ha svolto un prestigioso post-dottorato all’Università di Cambridge lavorando su cellule staminali embrionali. Tornato in Italia nel 2014 grazie ai programmi della Fondazione Telethon e Armenise Harvard, oggi è Professore Ordinario di Biologia Molecolare e guida un laboratorio che unisce approcci cellulari, molecolari e computazionali.

Il suo gruppo è attivo su due fronti principali: da un lato sviluppa modelli di malattie come la Corea di Huntington (da cui è nato nel 2024 lo spin-off DNAswitch), dall’altro studia i meccanismi molecolari che regolano lo sviluppo embrionale precoce. In questo contesto si inserisce Epiblast, che grazie al Proof of Concept ERC punta ora a essere validato e automatizzato per un uso diffuso, rapido e scalabile.

Una ricerca che, combinando rigore scientifico e potenziale applicativo, si candida a segnare un punto di svolta nel futuro della medicina riproduttiva e della farmacologia.