Nanofibre biomedicali per l’ingegneria tissutale basata su cellule staminali renali

Tra le varie strutture scaffolds per applicazioni in medicina rigenerativa, quelle basate su nanomateriali offrono la possibilità di aumentare enormemente la superficie ingegnerizzata, fino a ordini di grandezza di 10^3 m^2 per grammo di materiale, a disposizione per l’adesione cellulare e per l’incorporazione di funzionalità molecolari all’interno del biomateriale. Questa proposta progettuale intende studiare le applicazioni in medicina rigenerativa ed ingegneria tissutale basate su cellule staminali renali, di una classe innovativa di nanomateriali biomedicali, costituita da nanofibre polimeriche biocompatibili. Le nanofibre verranno generate mediante la tecnologia dell’electrospinning, in grado di produrre fibre con diametri compresi tra pochi nanometri ed alcuni micrometri. Le cellule staminali renali rappresentano ad oggi il tipo cellulare più interessante ai fini dello sviluppo di possibili terapie innovative delle nefropatie acute e croniche. Integrare cellule staminali renali in tessuti bioibridi, basati su scaffold biocompatibili ed altamente ingegnerizzabili, consentirebbe in prospettiva di sfruttare a pieno le potenzialità offerte da tali cellule in ambito rigenerativo. Questo progetto prevede dunque: l’isolamento, messa in coltura, differenziamento e caratterizzazione, sia morfologica che funzionale-metabolica, di cellule staminali renali su linee cellulari primarie, isolate da pazienti; il design e la messa a punto di un apparato pilota di electrospinning dedicato per nanofibre biomedicali, e la successiva produzione di nanofibre biomedicali con diametri medi delle nanofibre nel range 100 nm-2 micrometri da una varietà di polimeri termoplastici e biocompatibili, la loro bio-funzionalizzazione e caratterizzazione morofologica mediante microscopie ottiche ed elettroniche; l’integrazione di cellule staminali in tessuti a nanofibre biocompatibili electrospinnate, mediante la coltura delle cellule staminali, la valutazione di vitalità cellulare, proliferazione cellulare, apoptosi, e differenziazione, e l’analisi delle proprietà funzionali e metaboliche delle cellule differenziate su nanofibre. Le ricadute attese della presente proposta progettuale coprono un’area molto vasta, in termini di impatto scientifico e tecnologico, mediante l’integrazione di nanotecnologie e la produzione di una nuova classe di materiali nanostrutturati per applicazioni di medicina rigenerativa, per la realizzazione di tessuti ingegnerizzati incorporanti cellule staminali e di devices biomedicali di prossima generazione.