BioCell Research
Obiettivo
Obiettivo del nostro lavoro è lo sviluppo di nuove strategie e dispositivi (scaffold, bioreattori, etc.) per l’ingegnerizzazione di tessuto muscolare scheletrico e cardiaco al fine di:
- sviluppare sistemi modello in vitro che consentano di approfondire le conoscenze riguardo i meccanismi di crescita dei tessuti e le relazioni struttura-funzione in condizioni fisiologiche e patologiche;
- sviluppare in vitro sostituti biologici funzionali in grado di ristabilire, mantenere od accrescere la funzionalità di tessuti irreversibilmente compromessi.
Descrizione
In accordo con la cosiddetta “contact guidance theory”, abbiamo progettato e realizzato un innovativo scaffold elastomerico, impiegando un poliestereuretano a blocchi biodegradabile e biocompatibile (DegraPol®) processato in forma di schiume microporose per applicazioni cardiache ed in forma di mesh microfibrose (mediante elettrospinning) per il muscolo scheletrico.
Al fine di sviluppare tessuti muscolari 3D affidabili e funzionali, abbiamo inoltre progettato e realizzato due innovativi sistemi di coltura dinamica (bioreattori) capaci di sottoporre i costrutti a stimoli fisici e segnali biochimici che mimino le condizioni fisiologiche di sviluppo e crescita del tessuto in vivo, consentendo un comprensivo livello di monitoraggio e controllo dei parametri ambientali di coltura. Esponendo alternativamente i costrutti in coltura ad una fase gassosa (aria) ed una fase liquida (medium), il primo dispositivo - BREATH - consente un adeguato trasporto di massa ed una aumentata ossigenazione di cellule e medium, accrescendo vitalità e proliferazione cellulare. Il secondo bioreattore - CAMELOT - è in grado di generare sollecitazioni meccaniche ed elettriche alternative o contemporanee, promuovendo una corretta differenziazione e maturazione dei tessuti in formazione.
Impiegando cellule di linea, mioblasti differenziati (C2C12) e precursori embrionali di cardiomiociti (P19CL6), stiamo ora indagando gli effetti della coltura dinamica nei bioreattori sviluppati e progressivamente ottimizzando i nostri sistemi modello di coltura.
Pubblicazioni/Brevetti
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Riboldi S.A. et al., Electrospun degradable polyesterurethane membranes: potential
scaffolds for skeletal muscle tissue engineering. Biomaterials 26 (2005): 4606-4615
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Mantero S. et al., A new electro-mechanical bioreactor for soft tissue engineering.
JABB 2007, in press.
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Tesi di Dottorato di S.A. Riboldi: A novel culture model system to induce
myogenesis in vitro: new perspectives for skeletal muscle tissue engineering
Finanziamenti
MIUR 2005: “Progettazione e validazione di bioreattori per la generazione di stimoli fisici finalizzati a guidare la proliferazione ed il differenziamento cellulare”.
Contatti
Sara Mantero
Adelaide Asnaghi
Christian Barani
Nasser Sadr
Stefania Riboldi
Stefano Lorenzoni
Collaborazioni
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Department of Materials - Polymers, ETH Zurich , Zurich - Switzerland
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SCRI - HSR, Milano - G. Cossu M.D. Fondazione San Raffaele
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BEL Bioengineering Laboratories, Cantù (CO) - F. Greco Eng.D.
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ab medica, Mazzo di Rho (MI) - P. Neuenschwander Ph.D.
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T.O.R.- Tissue and Organ Replacement, Udine – Prof. F. Curcio
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Istituto per le Ricerche Farmacologiche Mario Negri, Bergamo - A. Remuzzi Eng.D.
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Politecnico di Torino, Torino - Prof. F.M. Montevecchi
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Facoltà di Medicina Veterinaria, Università degli Studi di Milano, Milano -
F. Acocella V.D.
Links
BioBOX Project, Politecnico di Milano -
Dipartimento di Bioingegneria
