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Responsabile Filippo Renò
Settore di ricerca Anatomia Umana
Personale docente Maurizio Sabbatini  Mario Cannas 
Personale non-docente Manuela Rizzi  Pittarello Pamela  Aragno Davide                
Obiettivi della ricerca 1) Studio dell`interazione tra amino-bisfosfonati (N-BP) e cellule epiteliali
Risultati ottenuti 1) Gli amino-bisfosfonati (N-BP) sono utilizzati nel trattamento di condizioni cliniche che comportano alterazioni del metabolismo del calcio, oltre che nella prevenzione delle metastasi ossee.Tuttavia sono ben noti gli effetti collaterali dei N-BP, come una grave tossicità cellulare, principalmente a livello dei tessuti molli e delle mucose, che deriva dalla capacità di questi farmaci di indurre apoptosi quando somministrati a concentrazioni clinicamente rilevanti (100microM-10mM). Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare, in un modello in vitro di wound healing , l`effetto di basse concentrazioni di N-BPN(10 nM - 10 uM) sul comportamento cellulare di cheratinociti umani (HaCaT). Le cellule HaCaT sono stati trattate con neridronato e zoledronato, due N-BP con struttura chimica ed efficacia differente, ma in grado entrambi di inibire la farnesilpirofosfato (FPP) sintasi. Sorprendentemente, alle concentrazioni testate, entrambi i farmaci hanno stimolato la proliferazione cellulare e l`espressione della citocheratina 5 (K5), ridotto l`espressione della filaggrina, accellerando il wound healing senza però alterare l`espressione della MMP-9, enzima proteolitico coinvolto nella migrazione dei cheratinociti. I risultati dello studio indicano che l`azione dei N-BP è dovuta alla riduzione dei livelli endogeni di FPP, in grado di inibire la proliferazione cellulare, suggerendo così nuovi possibili applicazioni cliniche degli N-BP. 
Obiettivi della ricerca 2) Studio delle interazione tra polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) e cellule umane normali e neoplastiche.
Risultati ottenuti 2) Questa ricerca è stata sviluppata in collaborazione con il Centro Interdisciplinare Nano-sistemi dell`Università del Piemonte Orientale "A.Avogadro", sede di Alessandria, che si è occupata della produzione e funzionalizzazione dei POSS. I POSS sono particelle organo-silicee in grado di essere modificate e di fungere come nanosistemi di trasporti di varie sostanze. In particolare nel nostro progetto una porzione della particella POSS è stata legata a farmaci antiinfiammatori o antineoplastici mentre una altra porzione è stata funzionalizzata con un fluorocromo (FITC). Gli studi condotti su cellule neoplastiche di origine umana (HeLa, HL-60) hanno mostrato che i POSS possono incrementare in maniera significativa la tossicità dei farmaci a cui sono legati. Inoltre sono in fase di svolgimento le sperimentazioni per la valutazione della emocompatibilità di questi nuove nanoparticelle e della loro capacità di attraversare le barriere epiteliali dell`organismo (epitelio respiratorio, epidermide, endotelio). 
Obiettivi della ricerca 3) Effetto della epiregulina nei confronti di cellule di neuroblastoma umano
Risultati ottenuti 3) L`epiregulina è un membro della famiglia dell`Epidermal Growth Factor (EGF)recentemente caratterizzato e che risulta particolarmente efficace nell`incrementare la proliferazione di cellule epiteliali e nell`accellerare i fenomeni di wound healing. Questa sua efficacia sembra essere legata alla capacità di legarsi a vari tipi di recettori per l`EGF (ERB-2, ERB-3 e ERB-4). E` stato osservato che l`EGF è in grado di stimolare differenti fenomeni in cellule di neuroblastoma umano in funzione della sua concentrazione, riuscendo sia ad indurre un aumento della proliferazioen cellualre che dell`apoptosi. Nessuno studio è stato sinora effettuato per valutare l`effetto dell`epiregulina nei confronti di linee cellulari di neuroblastoma umano. L`epiregulina è stata somministrata a cellule SK-N-BE in attiva proliferazione e a concentrazioni tra 50nM a 1 microM è stata in grado di indurre la differenziazione delle cellule neoplastiche in 72 ore. L`effetto dell`epiregulina sembra dovuto all`inibizione della fosforilazione di ERK1/2 e potrebbe rivelarsi utile nel trattamento del neuroblastoma. 
Obiettivi della ricerca 4) Sviluppo di un nuovo composito nanostrutturato a base di gelatina e POSS da utilizzare in ingegneria tissutale.
Risultati ottenuti 4) Nuovi compositi idrogel / POSS sono stati sviluppati a partire da una matrice di gelatina e acido poliglutammico a cui sono stati aggiunte diverse concentrazioni (0,5-2% in peso)di un POSS idrosolubile octa-sostituito. La biocompatibilità e le caratteristiche meccaniche dei nuovi compositi nanostrutturati sono state testate. Il composito contenete l`1% di POSS è stato in grado di aumentare l`adsorbimento delle proteine plasmatiche e l`adesione cellulare di cheratinociti umani, mentre gli altri compositi non hanno modificato il comportamento cellulare. Inoltre tutti i nuovi compositi hanno mostrato una maggiore capacità di degradazione dose-dipendente sia a pH 4,5 che 7,4, mentre questa modulazione era assente a pH 10. Infine l`incorporazione del POSS ha modificato in maniera significativa le caratteristiche meccaniche dell` idrogel (modulo di Young, deformazione a rottura).
La capacità del POSS di modulare sia le proprietà biologiche che meccaniche di un idrogel ionico si è rivelato essere un utile strumento può essere utile per la creazione di nuovi materiali nanostrutturati da utilizzare per l`ingegneria tissutale dei tessuti molli. sagomatura nuovi composti per l`ingegneria tissutale di tessuti molli. 
Obiettivi della ricerca 5) Studio dell`interazione tra laser a bassa potenza e cheratinociti umani durante Terapia Fotodinamica (PDT)
Risultati ottenuti 5) Il trattamento convenzionale della parodontite prevede una pulizia meccanica della superficie dentale e della radice, nonché delle gengive e delle tasche ossee, al fine di ridurre la presenza di batteri. Recentemente è stata introdotto nella pratica clinica l`uso della terapia fotodinamica che utilizza luce laser a bassa potenza per eliminare i batteri preventivamente colorati con un cromoforo (blu di toluidina) in grado di assorbire la luce laser e innescare meccanismi di tossicità attraverso la formazione di radicali dell`ossigeno. Nonostante la rapida diffusione di tale terapia, gli effetti collaterali nei confronti delle popolazioni cellulari limitrofe (cheratinociti della mucosa) sono stati poco studiati. Nel nostro studio cheratinociti umani cresciuti in monostrato sono stati irradiati con luce laser a 635 nm con due diverse modalità (6.7 e 9.3 J)in presenza o assenza di toulidina utilizzando un laser a diodi. La proliferazione dei cheratinociti, valutata sia morfologicamente che da un punto di vista biochimico, cosi come l`espressione di diverse citokeratine, è risultata fortemente ridotta indicando un effetto tossico di questo tipo di terapia precedentemente sottovalutato in sede clinica.

 
Collaborazioni in atto Prof. D. Mantovani, Bioengineering and Biotechnology Unit, Laval University, Quebec City, Canada.  
Comunicazioni a congressi   
Brevetti registrati
BREVETTO N. TO2011A000450. TITOLO: “Composizione di idrogelo e relativi usi” depositato come domanda di priorità italiana in data 23 maggio 2011. Autori: FILIPPO RENO`, MARIO CANNAS
Concerne un idrogel per applicazioni in tissue engineering, particolarmente la creazione di cute artificiale per rimediare a perdite cutanee, dovute a svariate situazioni patologiche (come ustioni e traumi). Gli idrogel sono materiali polimerici con struttura porosa tridimensionale, e nel caso si tratta di idrogel basato sulla gelatina con l`epiregulina come specifico fattore di crescita, adatto per la crescita dei cheratinociti.
RENO F, CANNAS M (2011). "Hydrogel composition and uses thereof". n° TO2011A000450, Università del Piemonte Orientale
Concerne un idrogel per applicazioni in tissue engineering, particolarmente la creazione di cute artificiale per rimediare a perdite cutanee, dovute a svariate situazioni patologiche (come ustioni e traumi). Gli idrogel sono materiali polimerici con struttura porosa tridimensionale, e nel caso si tratta di idrogel basato sulla gelatina con l`epiregulina come specifico fattore di crescita, adatto per la crescita dei cheratinociti.
Pubblicazioni
Chronic exposure to cigarette smoke increases matrix metalloproteinases and Filaggrin mRNA expression in oral keratinocytes: Role of nicotine stimulation.
Nicotine modulates gelatinase B (MMP-9) and epilysin (MMP-28) expression in recostituted human oral epithelium.
Vitamin E triggers poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) embolic potential: a proposed application for endovascular surgery.