Sviluppo avanzato di organoidi di colangiociti per medicina rigenerativa e ingegneria tissutale

Abstract

Gli organoidi tridimensionali (3D) offrono vantaggi significativi rispetto alle colture bidimensionali (2D), ma il loro utilizzo è limitato dalla dipendenza da matrici di origine animale come il Matrigel, soggette a variabilità. Gli approcci privi di matrice possono superare questo limite, ma spesso faticano a garantire un’organizzazione tissutale adeguata. Questo problema può essere affrontato integrando cellule mesenchimali stromali (MSC), che forniscono sia matrice extracellulare di supporto sia segnali pro-angiogenici, facilitando l’integrazione vascolare degli organoidi in vivo.

Sulla base di questo principio, abbiamo sviluppato un metodo semplice, efficiente ed economico per ottenere organoidi di colangiociti e MSC senza matrice mediante agitazione orbitale. Rispetto alle monocolture di colangiociti, questi organoidi hanno mostrato una migliore maturazione dei colangiociti, lo sviluppo di cellule simil-endoteliali e un maggiore potenziale rigenerativo, come dimostrato dalla ripopolazione di scaffold biliari decellularizzati.

La riproducibilità e l’affidabilità funzionale sono fondamentali per la traslazione degli organoidi. Per stabilire un controllo di qualità robusto, abbiamo misurato dimensione, peso e densità di massa dei singoli organoidi con il W8 Physical Cytometer, valutando variabilità intra- e inter-batch e differenze strutturali tra monoculture e co-colture. Abbiamo osservato che le MSC contribuiscono in modo significativo all’eterogeneità delle co-colture, riflettendo i loro molteplici ruoli nel microambiente 3D, tra deposito di ECM, differenziazione e segnalazione paracrina.

Nell’ambito del progetto CASTOR&POLLUX (Centro per Acquisizione, STOrage ed elaboRazione dati da Piattaforma multiOmica per modelli ceLLUlari tridimensionali; D3 4 Health Initiative – Digital Driven Diagnostics, Prognostics and Therapeutics for Sustainable Health Care, Spoke 4), i profili molecolari degli organoidi saranno analizzati per identificare pathway chiave, fornendo un livello aggiuntivo di controllo che consentirà non solo di selezionare organoidi riproducibili e clinicamente rilevanti, ma anche di guidarne lo sviluppo mediante protocolli di coltura ottimizzati.

Impatto:

Il nostro approccio integrato, combinando caratteristiche biofisiche e molecolari, porta la tecnologia degli organoidi di colangiociti verso modelli riproducibili, fisiologicamente rilevanti e clinicamente traslabili, offrendo una piattaforma versatile per lo studio delle malattie, la medicina rigenerativa e l’ingegneria tissutale.

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