Bioreattori per l’elaborazione e deposizione di matrice extra-cellulare (BE-ECM)

Abstract

Numerosi studi hanno evidenziato che il rimodellamento e lo sviluppo dei tessuti biologici è regolato dalla risposta cellulare all’azione delle forze meccaniche esterne. Le forze meccaniche sono ubiquitarie in vivo e regolano funzioni biologiche chiave, come la migrazione cellulare, il profilo fenotipico, l’adesione alla matrice extracellulare (ECM) e la sua produzione. Sebbene siano state formulate ipotesi sulla risposta cellulare a diversi tipi di stimoli meccanici in vivo, la comprensione di questi meccanismi da un punto di vista bioingegneristico è ancora poco studiata. La linea di ricerca BE-ECM, in correlazione con le linee NET-IBA e NET-MTG, mira alla creazione di modelli in vivo che consentano lo studio dell’attività cellulare, della degradazione del biomateriale e della crescita di tessuto.

In questo progetto è coinvolta la Dr. Arianna Adamo, expert scientist in meccanobiologia.

Impatto:

I principali risvolti di questa ricerca riguardano i progressi su:

– Simulazione di crescita endogena su scaffold ingegnerizzati sottoposti a carico meccanico o deformazione alla scala dell’organo;

– Simulazione di degradazione in vivo di scaffold ingegnerizzati;

– Studio dell’impatto di segnali topologici e meccanici sull’elaborazione di ECM.

– Studio del cell signaling e dell’attività biochimica delle cellule a contatto con i biomateriali.

L’uso di questi modelli in vitro consente di ampliare la conoscenza della meccano-biologia dei biomateriali progettati e consente di verificare, sebbene su sistemi semplificati, efficacia di diverse strategie di ingegneria di tessuto. Esempi di tali strategie includono: regimi di condizionamento per accelerare la crescita tessutale, modulazione dei profili di degradazione, orientare o influenzare la differenziazione cellulare.

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