Riassunto analitico
Le cellule staminali della polpa dentale umana (hDPSCs) sono cellule
localizzate nella zona perivascolare nella polpa dentale, un tessuto
connettivo lasso presente nella camera pulpare del dente. La polpa dentale
ha un’origine embrionale peculiare, ovvero dalla cresta neurale, che
conferisce alle hDPSCs un ampio potenziale differenziativo, che permette di
classificarle come cellule staminali multi/pluripotenti. In letteratura, la
capacità delle hDPSCs di differenziare in vitro in diversi lineages, quali
adipogenico, osteogenico, condrogenico, miogenico, neurale e in cellule ß
del pancreas, e di contribuire alla rigenerazione in vivo di diversi
tessuti, anche promuovendone/favorendone la vascolarizzazione, è ampiamente
documentata. Inoltre, numerosi studi in vitro si sono recentemente
focalizzati sullo studio delle loro proprietà immunomodulatorie. Proprio
per queste particolari proprietà, le hDPSCs possono essere considerate una
risorsa promettente per un’eventuale applicazione nel campo della medicina
rigenerativa.
Questo progetto di tesi si è focalizzato sullo studio del potenziale
angiogenetico e del fenotipo immunomodulatorio delle hDPSCs ed in
particolare di come vengano influenzati dall’azione di un flusso laminare
pulsatile, attraverso la simulazione in vitro del flusso sanguigno. E’
infatti noto che il flusso sanguigno e le sue alterazioni - causate da
processi infiammatori, presenza di placche aterosclerotiche, forze
biomeccaniche prolungate, geometria dei vasi - possono influenzare
notevolmente numerosi meccanismi cellulari. Inizialmente, si è indagato su
come il flusso laminare pulsatile potesse influire sulla già nota capacità
differenziativa in senso endoteliale delle hDPSCs. Attraverso analisi di
immunofluorescenza sono stati valutati i marker IL-6, NF-Kb, eNOS, pSTAT3,
pAkt, VEGF su hDPSCs poste in coltura statica e dinamica (coltura
sottoposta a flusso). In aggiunta, è stato svolto “il tube formation assay”
su hDPSCs poste in coltura statica e dinamica. Sulla base dei risultati
ottenuti, sono stati inviati all’Istituto Superiore di Sanità a Roma, per
lo svolgimento di una RPPA (Reverse Phase Protein Array), quattro campioni
di pellet cellulari: hDPSCs poste in coltura statica e dinamica, hDPSCs
poste in co-coltura con le PBMCs (Peripheral Blood Mononuclear Cells) in
condizioni di coltura statica e dinamica. Infine, sono state svolte analisi
di real-time PCR sulle PBMCs poste in co-coltura con le hDPSCs in
condizioni statiche e sottoposte a flusso laminare pulsatile. Attraverso
quest’analisi è stata valutata l’espressione di alcuni geni
pro-infiammatori e anti-infiammatori come IL-2, INF-, TNF-α, IL-6, IL-10,
RPLP0 (gene housekeeping).
Per creare il flusso laminare pulsatile è stata utilizzata una pompa
peristaltica collegabile, attraverso due tubi appositi, a particolari
camerette che permettono l’adesione cellulare.
E’ stato osservato che il flusso laminare pulsatile modula la
fosforilazione di proteine coinvolte nel processo di angiogenesi (Tie-2,
VEGF, eNOS) ed aumenta il fenotipo pro-infiammatorio (NF-kB, IL-6, pSTAT3,
pAkt) delle hDPSCs. Inoltre gli esperimenti svolti sulle PBMCs, messe a
contatto con le hDPSCs sottoposte a flusso laminare pulsatile, hanno
evidenziato un up-regolazione di alcuni pathways pro-infiammatori. Gli
esiti degli esperimenti, hanno evidenziato che diverse condizioni di
coltura, come l'applicazione di un flusso laminare pulsatile e la presenza
di un microambiente infiammatorio, modulano le proprietà biologiche delle
hDPSCs ed in particolare sostengono la loro plasticità immunomodulatoria.
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