L’attività di ricerca del laboratorio si focalizza sullo sviluppo di tecniche di laboratorio per l’ingegneria dei tessuti. In questo contesto.
L’approccio del laboratorio è quello di unire discipline differenti quali la biologia cellulare e l’ingegneria.
Valutazione tossicologica del particolato ambientale
La linea di ricerca è focalizzata sulla valutazione del potenziale tossico del particolato ambientale su cellule di origine umana coltivate in 2D e in 3D. Per esaminare la tossicità generata dal particolato ambientale, abbiamo messo a punto test in vitro di mutagenicità, di vitalità cellulare, e di generazione dei radicali liberi dell’ossigeno. Le cellule esposte alle sostanze tossiche sono state anche caratterizzate dal punto di vista dell’espressione genica e dell’infiammazione. Poiché il polmone è il principale organo bersaglio del particolato ambientale abbiamo simulato in vitro l’unità funzionale del polmone. A tale scopo abbiamo progettato e realizzato un nuovo dispositivo microfluidico 3D che permetta di testare in vitro la tossicità del particolato ambientale in condizioni simili a quelle fisiologiche utilizzando una co-coltura di cellule epiteliali ed endoteliali dell’alveolo polmonare.
Sviluppo di tecniche per la rigenerazione del rene
Il progetto prevede la creazione in laboratorio di un nuovo rene a partire da un organo originario che viene completamente privato delle cellule e ripopolato con cellule staminali. A questo scopo è stato progettato e costruito un sistema di perfusione per la decellularizzazione e ricellularizzazione di reni di ratto. Abbiamo dimostrato che la perfusione con detergenti è in grado di determinare la completa e rapida rimozione cellulare e il mantenimento della struttura 3D della matrice extracellulare. Abbiamo poi ottimizzato diverse procedure di ricellularizzazione attraverso l’arteria e la vena renale e l’uretere. Le analisi immunoistochimiche hanno confermato che le tecniche di infusione utilizzate permettono l’adesione e la sopravvivenza delle cellule nel rene con differenze però nella loro distribuzione.
Effetto delle forze emodinamiche sull’endotelio vascolare
Scopo del progetto è lo studio delle sollecitazioni meccaniche generate dalla circolazione sanguigna sulle cellule endoteliali che rivestono la parete interna dei vasi. Per stabilire, a livello sperimentale, il ruolo degli sforzi di taglio nel fallimento degli accessi vascolari creati nei pazienti dializzati, abbiamo realizzato un dispositivo basato su una geometria a piatto-cono che ci ha permesso di esporre colture di cellule endoteliali a diversi valori di sforzi di taglio. Abbiamo dimostrato che l’esposizione delle cellule endoteliali ad uno sforzo di taglio oscillante è in grado di indurre un aumento significativo della produzione di segnali biochimici coinvolti nello sviluppo incontrollato di neointima e dunque al fallimento dell'accesso vascolare.
Validazione di un supporto 3D per cellule staminali
La linea di ricerca è finalizzata allo studio di un supporto 3D, definito nicchioide, per la crescita in vitro di cellule staminali. Il nicchioide riproduce la geometria e gli stimoli meccanici a cui le cellule staminali sono fisiologicamente esposte nella nicchia staminale e permette di valutare l’effetto della tridimensionalità sul mantenimento della multipotenza di cellule staminali in vitro. L’innovativo supporto 3D ha permesso di preservare la pluripotenza di cellule embrionali murine e di cellule staminali mesenchimali di ratto In modo più efficiente rispetto al tradizionale substrato 2D.
International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation.
