TEMI CORRENTI DI RICERCA

I campi di interesse scientifico principali riguardano l’ingegneria tissutale con particolare riguardo verso l’ambito cardiovascolare, gli effetti degli stress meccanici applicati alle colture cellulare (meccanotrasduzione) e la bio- ed emo-compatibilità dei materiali. 

1. Studio di materiali polimerici biocompatibili per utilizzo protesico cardiovascolare

I materiali studiati sono principalmente di natura polimerica (i.e. poliuretani, poliesteri, collagene) utilizzati singolarmente o come copolimeri. Viene valutata la biocompatibilità in termini di citotossicità, induzione della risposta infiammatoria e rigenerazione tissutale. Inoltre, viene studiata l’emocompatibilità degli stessi in termini di induzione della cascata coagulativa, dell’adesione e dell’attivazione piastrinica e monocitica.

2. Matrici decellularizzate e funzionalizzate per la rigenerazione dei tessuti molli

La ricerca in questo ambito si occupa di sviluppare matrici biologiche decellularizzate al fine di creare supporti totalmente biologici utili nel campo dell’ingegneria tissutale, con particolare riferimento alla rigenerazione dei tessuti molli e alla sostituzione di vasi sanguigni. Attualmente, questo ambito di ricerca ha permesso la costituzione di uno Spin-off Accademico (Tissuegraft s.r.l.) patrocinato dal Dipartimento di Scienze della Salute dell’Università del Piemonte Orientale per lo sviluppo, la sperimentazione e la commercializzazione di sostituti biologici innovativi per applicazioni in ambito chirurgico.

3. Patogenesi dell’aneurisma

L’aneurisma consiste in una dilatazione patologica di un tratto di un vaso arterioso, seguita da un assottigliamento della parete vascolare per danno alle fibre elastiche e muscolari. Questi cambiamenti strutturali nella parete vascolare sono alla base del processo patologico che porta allo sviluppo e rottura dell’aneurisma.. La progressiva degradazione della matrice si accompagna anche a un processo apoptotico che interessa le cellule muscolari lisce, risultando determinante nella perdita della compliance del vaso. L’attività di ricerca è focalizzata sui processi molecolari patogenetici e sul mantenimento dello squilibrio tissutale nel contesto aneurismatico.

4. Stress meccanici e comportamento cellulare: adesione, sopravvivenza o apoptosi

Le forze fisiche sono importanti regolatori per lo sviluppo e la funzionalità di molti tessuti, influenzando il comportamento cellulare in termini di differenziamento ed organizzazione tissutale. Le adesioni focali e i processi molecolari ad esse correlati hanno un ruolo fondamentale nel comportamento cellulare. L’attività scientifica prevede l’utilizzo di strumentazioni specifiche utili alla creazione e al controllo degli stress meccanici al fine di mimare le deformazioni fisiologiche cui diversi tessuti sono sottoposti, con particolare interesse verso l’ambiente cardiovascolare.

CURRENT ISSUES OF RESEARCH

The main fields of interest concern tissue engineering with special attention to the cardiovascular applications, the effects of mechanical stress applied to cell cultures (mechanotransduction) and materials’ bio- and haemo-compatibility.

1. Study of biocompatible polymeric materials for prosthetic cardiovascular use

The materials studied are mainly of polymeric nature (i.e. polyurethanes, polyesters, collagen) used individually or as copolymers. We evaluate the biocompatibility in terms of cytotoxicity, induction of the inflammatory response and tissue regeneration. It is also studied the hemocompatibility in terms of induction of the coagulation cascade, platelet and monocytes adhesion and activation.

2. Decellularized matrices for soft tissue regeneration

The research in this area deals with developing decellularized biological matrices in order to create totally biological supports useful in tissue engineering field, with particular reference to the soft tissue regeneration and replacement of blood vessels. Currently, the field has allowed the establishment of an Academic Spin-off (Tissuegraft Ltd.) sponsored by the Department of Health Sciences of the University of Piemonte Orientale in the development, testing and commercialization of innovative biological substitutes for surgical applications.

3. Pathogenesis aneurysm

The aneurysm consists of an abnormal dilation of a section of an artery, followed by a thinning of the vascular wall for damage to the elastic fibers and muscle cells. These structural changes in the vascular wall are the basis of the pathological process that leads to the development and rupture of the aneurysm. The progressive degradation of the matrix is also accompanied to an apoptotic process that affects smooth muscle cells, resulting in the loss of determining compliance of the vessel. The research is focused on the molecular pathogenetic processes and maintaining of the imbalance in aneurysmal tissue.

4. Mechanical stress and cell behavior: adhesion, survival or apoptosis

The physical forces are important regulators for the development and function of many tissues, influencing cell behavior in terms of differentiation and tissue organization. The focal adhesions and molecular processes related to them have a key role in this context. The scientific activity involves the use of specific instruments useful in the creation and control of mechanical stress in order to mimic the physiological deformations which different tissues are subjected, with particular interest in the cardiovascular environment.