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OActive---Advanced-computational-model,-personalized,-ancd-multiscale-to-prevent-OsteoArthritis

OActive - Modelli computazionali avanzati, personalizzati, e multiscala per la prevenzione dell’OsteoArtrite

Abstract

L’Osteoartrite (OA) è una patologia a carico delle articolazioni che interessa la popolazione di media età e di età avanzata. Diversi studi epidemiologici stimano che circa il 27% della popolazione con età maggiore di 65 anni sia affetta da osteoartrite sintomatica, ed è stato previsto che più di 25 milioni di individui saranno affetti da osteoartrite entro la fine del 2020. Recenti studi hanno confermato un coinvolgimento dell’intero complesso osteocondrale, che comprende cartilagine ed osso subcondrale, nella patogenesi dell’osteoartrite. Il focus del nostro lavoro è quello di determinare il ruolo della porzione ossea subcondrale nello sviluppo della patologia osteoartritica, studiando i meccanismi biochimici che ne stanno alla base. L’attività sperimentale è stata condotta impiegando tessuti osteocondrali umani mantenuti in condizioni simil-fisiologiche, riprodotte ex vivo grazie all’uso di bioreattori tecnologicamente avanzati.

Impatto:
L’obiettivo della nostra ricerca è quello di studiare l’eziopatogenesi dell’osteoartrite impiegando un modello osteocondrale ex vivo altamente realistico basato su tessuti umani. Il grande vantaggio che deriva dall’impiego di tessuti, è legato alla possibilità di analizzare accuratamente i meccanismi di crosstalk tra tessuto cartilagineo ed osseo, e di stabilirne il loro ruolo nello sviluppo della patologia. Questo è possibile grazie all’impiego dei nostri bioreattori bifasici, in grado di assicurare condizioni simil-fisiologiche che mantengono i tessuti vitali anche diverse settimane dopo l’espianto.

La piattaforma sviluppata consente di studiare il complesso osteocondrale nella sua interezza, permettendo di mettere in evidenza nuovi meccanismi implicati nello sviluppo dell’osteoartrite. Il nostro approccio apre la via alla scoperta di nuove potenziali prospettive terapeutiche e rappresenta un’evoluzione dei sistemi cellulari in vitro comunemente impiegati agli stessi scopi. La possibilità di studiare tessuti umani vitali, riduce inoltre la necessità di impiegare modelli animali ed apre le porte allo sviluppo di una piattaforma di drug screening, consentendo di fatto di studiare le proprietà farmacocinetiche di farmaci in un contesto del tutto paragonabile a quello fisiologico.

Pipeline

  • CLINICAL
    NEED
  • DISEASES
    ANALYSIS
  • DISCOVERY
  • PRECLINICAL
    VALIDATION
  • PRECLINICAL
    DEVELOPMENT
  • CLINICAL
    STUDIES
Figura 1: Contenuto di citochine proinfiammatorie (IL-1β, and IL-6) in cartilage (a, c) e osso (b, d) rilevate con saggi ELISA. Grafici volcano plot relative all’espressione genica di fattori proteici coinvolti nel pathway PIK3-AKT in cartilagine sana (e) e osteoartritica (f) dopo 7 giorni di coltura.

Principal Investigator

Contatto

rgottardi@fondazionerimed.com

Aree terapeutiche:

Prodotto:
BiomarcatoriDispositivi biomedicali e Organi artificiali

 

Collaborazioni:

Partner of the European project Oactive – H2020: Lead partner: University of Nicosia;
other partners on www.oactive.eu/partners/
Bioengineering and Biomaterials Laboratory, Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP), Philadelphia, Stati Uniti
Dept. of Pediatrics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania (UPenn), Philadelphia, Stati Uniti
Dept. of Bioengineering, School of Engineering and Applied Sciences, University of Pennsylvania (UPenn), Philadelphia, Stati Uniti
Center for Cellular and Molecular Engineering, Dept. of Orthopaedic Surgery, University of Pittsburgh, Philadelphia, Stati Uniti

 

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Pubblicazioni

Journal Paper
Endothelial cells support osteogenesis in an in vitro vascularized bone model developed by 3D bioprinting
Irene Chiesa , Carmelo De Maria , Anna Lapomarda , Gabriele Maria Fortunato , Francesca Montemurro , Roberto Di Gesù, PhD , Rocky Tuan , Giovanni Vozzi , Riccardo Gottardi, PhD
Biofabrication, 12 (2): 025013, 2020
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/ab6a1d
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