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Laboratorio di Biologia Molecolare PDF Stampa E-mail

Laboratorio di Biologia Molecolare

Dipartimento di Medicina Sperimentale, Sezione di Anatomia Umana Normale, Università di Pavia

via Forlanini 8, 27100 Pavia

 

Nell’anno trascorso il laboratorio ha focalizzato la propria attività di ricerca su temi dell’Ingegneria Tissutale. In particolare, abbiamo iniziato a costruire in vitro tessuti ibridi composti da cellule (linee, cellule primarie, cellule staminali adulte) e da componenti sintetici biocompatibili. Per raggiungere tale obbiettivo è stato necessario standardizzare le metodiche di coltura ottimizzandole per la produzione di diversi tipi cellulari:

  • staminali mesenchimali da midollo osseo adulto (BMSC)
  • mesoangioblasti isolati da biopsie muscolari (MA)
  • staminali dalla polpa dentale o dal follicolo dentale (DPSC), fornite dal gruppo del Prof. G. Papaccio della Seconda Università degli Studi di Napoli
  • cardioblasti (CB) da tessuto neonatale cardiaco murino
  • mioblasti satellite (MB) isolati da tessuto muscolare scheletrico umano o murino

Tutti i suddetti tipi di staminali sono stati espansi con adeguate metodologie e congelati per costituire una banca cellulare.

Come modello preliminare negli esperimenti per mettere a punto i protocolli d’uso dei bioreattori, abbiamo utilizzato una linea cellulare tumorale umana (SAOS-2).

Attualmente stiamo lavorando alla realizzazione dei seguenti tessuti ibridi:

  • Tessuto Osseo. Cellule SAOS-2, BMSC e DPSC sono state utilizzate per prove di adesione su idrossiapatite, su diversi tipi di titanio a superficie modificata e su biovetri. Le cellule, oltre che sui biomateriali, sono state anche coltivate in normali capsule Petri esposte all’azione di bioreattori commerciali (ad ultrasuoni, sistemi vibranti) o appositamente realizzati dal gruppo del Prof. G. Magenes (bioreattore a perfusione, bioreattore elettromagnetico) al fine di verificare l’effetto eventualmente indotto sulla proliferazione cellulare, il grado di differenziamento in tessuto osseo e la produzione di matrice extracellulare.
  • Tessuto Muscolare Cardiaco. Questo progetto è svolto in collaborazione con il gruppo del Prof. F. Naro, dell’Università “La Sapienza” di Roma. Lo scopo ultimo delle attività in corso è quello di ottenere patch “dinamici” di tessuto cardiaco realizzando colture in grado di contrarsi in risposta ad una corretta conduzione degli impulsi generati da pacemaker spontaneamente differenziatisi. Abbiamo verificato che tale tessuto pluristratificato può essere utilizzato in vitro per analizzare le modalità di propagazione dell’impulso contrattile, la forza e la frequenza della contrazione. A tale proposito Ing. L. Fassina (gruppo del Prof. Magenes) ha ottimizzato l’uso di un software dedicato. Le nostre prossime ricerche saranno dedicate ad analizzare il comportamento delle colture di cardiomiociti ottenute mediante differenziamento di cellule staminali di diversa origine; ciò permetterà di verificare che esse, oltre ad esprimere proteine tipiche delle cellule cardiache, siano effettivamente in grado di stabilire connessioni elettriche (dischi intercalari) che consentano loro di condurre adeguatamente gli stimoli elettrici senza determinare aritmie o influenzare negativamente i parametri contrattili. Quando avremo verificato tale dato, passeremo alla produzione di colture d’organo su membrane estensibili.
  • Tessuto Muscolare Scheletrico. I tipi cellulari utilizzati per questi studi sono essenzialmente i mesoangioblasti (umani e murini) e le cellule satellite. Poiché in vivo lo sviluppo del tessuto muscolare scheletrico avviene nell’ambito di un’impalcatura connettivale “in movimento”, abbiamo tentato di riprodurre tale situazione usando un prototipo di bioreattore meccanico "Stretcher" di Ing. L. Fassina (gruppo del Prof. Magenes) in grado di esercitare una deformazione (allungamento ciclico) sullo scaffold biocompatibile da noi utilizzato. Tale strumento verrà ora utilizzato per chiarire le modalità che inducono l’allineamento dei mioblasti e la loro fusione in fibre muscolari la cui direzione è dipendente dalle forze di trazione che le condizionano.