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Le cellule periostali nella rigenerazione del tessuto osseo

Informazioni tesi

  Autore: Antonella Solia
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli studi di Genova
  Facoltà: Interfacoltà (Medicina, Farmacia, Scienze M.F.N.)
  Corso: Biotecnologie
  Relatore: Ranieri Cancedda
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 65

La rigenerazione dei tessuti è un meccanismo naturale che provvede al costante e necessario turnover cellulare nell’organismo postnatale, ma svolge anche un ruolo fondamentale in risposta a lesioni o patologie. Il potere rigenerativo posseduto dall’uomo è limitato e può risultare insufficiente in particolari situazioni: in questi casi le tipiche soluzioni offerte dalla medicina sono l’impianto di un sistema totalmente artificiale (protesi) o il trapianto di una componente totalmente biologica prelevata da un altro organismo (umano o di altra specie animale). Nell’ambito dell’ingegneria dei tessuti, viene proposta un’opzione alternativa che consiste nella produzione “in vitro” di cellule e tessuti trapiantabili a partire da cellule prelevate dal paziente stesso espandendo selettivamente specifiche popolazioni cellulari. Queste cellule ottenute “ex vivo” vengono associate con materiali biocompatibili e biodegradabili per produrre tessuti ingegnerizzati trapiantabili. La principale fonte di cellule in grado di differenziare nelle diverse linee mesenchimali (condrogenica, osteogenica, adipogenica e miogenica) sono le cellule stromali (Bone Marrow Srtromal Cells – BMSC) derivanti da tessuto stromale midollare. Una nicchia di cellule staminali adulte in grado di differenziare in senso osteogenico è stata identificata anche nel periostio, una membrana fibrosa che avvolge l’osso e ne aiuta la formazione e la nutrizione. Questo lavoro di tesi è incentrato sull’isolamento e la caratterizzazione di cellule staminali del periostio (Periostal Stem Cells – PESC), recuperate da piccole biopsie intra-operatorie di periostio, come fonte alternativa di cellule osteogeniche rispetto alle BMSC, valutando in vitro e in vivo la loro capacità di differenziare in senso osteogenico per un potenziale utilizzo in terapia. Il progetto di ricerca è stato così articolato: isolamento ed espansione “in vitro” della componente cellulare del campione di periostio; caratterizzazione fenotipica delle PESC mediante valutazione dell’espressione di marcatori mesenchimali quali Collageno I, Runx-2 (Runt-Related Trascription Factor-2), Fosfatasi Alcalina, Osteocalcina, Osteonectina, Osteopontina, Periostina e Vimentina; studio della cinetica di crescita delle PESC; verifica del loro potenziale differenziativo nelle linee condrogenica e osteogenica; valutazione della capacità di differenziamento in senso osteogenico in vivo con impianti sottocutanei in topi nudi di PESC caricate su scaffold ceramici e in/su biomembrane di gel piastrinico.

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5 INTRODUZIONE L’ingegneria dei tessuti La rigenerazione dei tessuti è un meccanismo naturale importantissimo per lo sviluppo e il mantenimento dei tessuti stessi nell’organismo postnatale: innanzi tutto provvede al costante e necessario turnover cellulare, ma svolge anche un ruolo fondamentale in risposta a lesioni o patologie. Purtroppo l’uomo possiede un potere rigenerativo limitato che può risultare insufficiente in particolari situazioni. Le soluzioni tipiche che la medicina offre in questi casi per la sostituzione di tessuti o di organi sono la protesi, cioè l’impianto di un sistema totalmente artificiale, o il trapianto, cioè l’applicazione di un componente totalmente biologico prelevato da un altro organismo, che può essere umano o di altra specie animale. Entrambe le opzioni hanno dei limiti: nel primo caso l’impossibilità di garantire alla protesi la necessaria compatibilità, che consentirebbe una sostituzione senza effetti indesiderati, e l’affidabilità, che assicurerebbe il mantenimento di adeguate proprietà funzionali nel tempo; nel secondo caso la compatibilità tra donatore e ricevente e la scarsità di donazioni. L’ingegneria dei tessuti è una nuova area di ricerca che propone un’opzione alternativa, quale la produzione “in vitro” di cellule e tessuti trapiantabili, attingendo alle conoscenze di svariati campi quali la biologia, l’ingegneria e la medicina. L’ingegneria dei tessuti prospetta la riparazione dei tessuti danneggiati, difficilmente riparabili, mediante la ricostruzione o il trapianto di tessuti umani prelevando cellule del paziente stesso. Tutto ciò è reso possibile dai progressi della

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