Ricerca Scientifica MultiMedica

Linea di Ricerca 2

CELLULE STAMINALI, PROGENITORI E CELLULE ENDOTELIALI, TISSUE ENGINEERING: FISIOLOGIA, PATOLOGIA E NUOVI APPROCCI TERAPEUTICI IN AMBITO CARDIOVASCOLARE

Responsabile di Linea: Dr.ssa Adriana Albini

La Linea di ricerca 2 si focalizza su attività atte a studiare, attraverso approcci di medicina personalizzata e di genere, la fisiologia e le alterazioni di varie componenti cellulari rilevanti al sistema cardiovascolare, incluse cellule endoteliali, precursori endoteliali ed ematopoietici, cellule staminali e progenitori, importanti nello sviluppo e progressione delle patologie complesse e degenerative, come malattie cardiovascolari, sindromi metaboliche, diabete, patologie neurodegenerative. Come prototipo di alterazione vascolare si studia anche l’endotelio associato ai tumori.

La linea di ricerca prevede l’utilizzo di approcci di re-programming e dedifferenziamento cellulare per fini rigenerativi. L’aumento della vita media comporta un incremento di patologie complesse e degenerative. Nasce quindi la necessità di sviluppare terapie in grado di contrastare l’invecchiamento cellulare e di preservare, sostituire e rigenerare tessuti danneggiati da processi patologici in modo da ripristinare o migliorare il loro funzionamento biologico.
La strategia, nell’ambito della ricerca terapeutica, è quella di studiare ed usare a scopo preventivo o curativo di varie patologie cronico-degenerative

  1. la modulazione della funzione delle cellule endoteliali ed i loro precursori nei processi di angiogenesi e neovascolizzazione,
  2. il potenziale delle cellule staminali, progenitori immaturi e non specializzati dotati di potenziale differenziativo nei diversi tipi cellulari di interesse,
  3. tecniche di dedifferenziamento cellulare o di re-programming di cellule specializzate e successivo differenziamento a tipologie cellulari di interesse.

Questa linea di ricerca richiede il coinvolgimento ed interazione di varie esperienze scientifiche, tra cui terapia con molecole di interesse, terapia genica, terapia cellulare ed ingegneria tissutale. Alcune applicazioni terapeutiche delle cellule staminali e l’impiego di nuovi biomateriali, tra cui matrici proteiche complesse, sono state validate nell’uomo, come nel caso di trapianti di midollo osseo, rigenerazione della pelle e della cornea. Inoltre, la modulazione dell’angiogenesi è un¿ emergente strategia preventiva battezzata dai nostri ricercatori come “angioprevenzione”. Infine, in alcune malattie ereditarie, la ricerca sulle cellule staminali ha potenzialità di correggere i geni malfunzionanti coinvolti.
Le principali applicazioni future della medicina preventiva o rigenerativa consistono nello sviluppo di strategie di prevenzione o terapie per importanti patologie che colpiscono diversi tipi di tessuti particolarmente durante l’invecchiamento. Tra queste il diabete, la malattia di Alzheimer o il morbo di Parkinson, l’infarto, la cirrosi dove è richiesta la rigenerazione dei tessuti danneggiati. Lo studio della funzione di varie componenti cellulari, incluse cellule endoteliali, progenitori immaturi e non specializzati, e cellule staminali, permette di sviluppare nuovi approcci terapeutici, anche personalizzati, di indagare meccanismi molecolari alla base della riparazione di un danno tissutale e di comprendere la biologia e le caratteristiche molecolari dell’organo danneggiato.
Queste indagini sperimentali di base forniranno le basi molecolari per lo sviluppo di farmaci più specifici e personalizzati. Nutrizione e stile di vita hanno ripercussioni importanti sulla funzione dei nostri organi e sul nostro stato di salute generale. Pertanto, la nutraceutica, ovvero lo studio di alimenti con funzione benefica sulla salute umana, è di particolare interesse in applicazioni cliniche in quanto utilizza sostanze naturali facilmente disponibili, spesso incluse nella nostra alimentazione e dotate di bassa tossicità. In questa linea ci si propone di studiare, mediante approcci in vitro, in vivo ed ex vivo gli effetti di composti di derivazione alimentare e loro derivati sintetici nei processi di angiogenesi ed infiammazione al fine di identificare nuovi approcci terapeutici e di prevenzione delle malattie cronico degenerative e in ambito cardiovascolare.

  • Comprensione e caratterizzazione dei processi di angiogenesi e infiammazione per lo sviluppo di terapie basate sulla loro modulazione in varie patologie cronico-degenerative. – Studio dei processi di invecchiamento e senescenza cellulare, con attenzione ad aspetti di genere, utilizzando modelli sperimentali e clinici.
  • Caratterizzazione e manipolazione dei meccanismi molecolari del differenziamento di varie componenti cellulari, incluse cellule endoteliali, ematopoietiche, cardiomiociti, cellule pancratiche beta e altre cellule staminali/progenitori, anche indotti da processi di reprogramming (iPS) e dedifferenziamento cellulare, ed identificazione delle alterazioni fisiopatologiche associate responsabili di patologie cronico-degenerative, quali patologie cardiovascolari e tumori.
  • Analisi delle cellule mesenchimali presenti nei tessuti adiposi e miglioramento dell’efficacia dei trapianti di tessuto adiposo autologo nei pazienti con ulcerazioni croniche degli arti inferiori di origine vascolare-venosa o per interventi nel settore cardiologico vascolare.
  • Utilizzo e validazione di biomateriali per l’impiego in applicazioni biomediche associate alle patologie cardiovascolari. – Sperimentazione pre-clinica dell’efficacia terapeutica in vivo delle popolazioni differenziate in modelli sperimentali di infarto del miocardio, insufficienza cardiaca, cardiopatia ischemica, arteriosclerosi, includendo l’uso potenziale di ¿scaffold¿ biologici come coadiuvanti.
  • Comprensione e caratterizzazione dei processi cellulari e molecolari alla base dei processi degenerativi a seguito di interventi chirurgici cardiovascolari, incluso il bypass aorto-coronarico.
  • Comprensione dei processi infiammatori in patologie complesse e cardiovascolari e potenziali approcci preventivi e terapeutici tramite la loro modulazione. – Studio e sviluppo di approcci personalizzati per cardiomiopatie dilatative, incluse distrofie muscolari.
  • Studio degli effetti di composti di origine naturale e i loro analoghi di sintesi in processi chiave, quali angiogenesi e infiammazione, in varie patologie cronico-degenerative, quali malattie cardiovascolari, sindromi metaboliche, diabete e cancro.
  • Studio delle potenzialità di composti nutraceutici per la protezione da tossicità farmacologica cardiovascolare

Le attività progettuali sviluppate nell’ambito della linea 2 per il raggiungimento dei suddetti obiettivi sono:

  1. Diagnostica molecolare delle cardiomiopatie primitive (CMP)
  2. Nutraceutica e stili di vita per la prevenzione delle malattie complesse: nuovi approcci preventivi e terapeutici basati su alimentazione e molecole di origine alimentare
  3. Caratterizzazione delle interazioni endotelio-cellule infiammatorie nelle patologie complesse
  4. Vie di segnalazioni molecolari per la rigenerazione cardiaca tramite dedifferenziamento cellulare
  5. Nuovi composti ad attività antiangiogenica
  6. Generazione di iPS per il differenziamento cardiaco e per il trattamento dell’infarto
  7. Approccio paziente specifico per lo studio della cardiomiopatia dilatativa associata alla distrofia muscolare di Emery Dreifuss: ruolo dell epigenoma nella variabilità del profilo clinico dei pazienti
  8. Dedifferenziamento di cellule pancreatiche B
  9. Studio clinico randomizzato controllato in aperto per la valutazione dei vantaggi dell’utilizzo di fibrina umana sigillante (ARTISS®) in interventi di dermolipectomia addominale
  10. Stress meccanico nella stenosi del bypass venoso
  11. Caratterizzazione genomica, funzionale e metabolica di cellule endoteliali e loro precursori in condizioni fisiopatologiche