Riassunto analitico
Le malattie cardiovascolari rappresentano una delle principali cause di mortalità a livello globale. Lo studio, il trattamento e la cura di tali patologie richiedono lo sviluppo di piattaforme diagnostiche in vitro sempre più efficaci e realistiche. Un requisito fondamentale a tal fine è disporre di modelli cellulari di cardiomiociti maturi e pienamente funzionali. Attualmente, i cardiomiociti utilizzati in modelli in vitro vengono ottenuti principalmente da cellule staminali embrionali o da cellule staminali pluripotenti indotte, tramite protocolli costosi, caratterizzati da lunghi tempi e/o da problematiche etiche, che spesso non garantiscono il raggiungimento di un'elevata maturazione del cardiomiocita. D’altra parte, è stato ampiamente dimostrata la possibilità di promuovere il differenziamento cellulare, ed in particolare in senso cardiomiogenico, di cellule progenitrici tramite l’applicazione di stimoli fisici, quali stress meccanici ciclici, correnti elettriche e guide topotattiche.
L’obiettivo del presente lavoro di tesi è esplorare per la prima volta un protocollo per il differenziamento cardiomiogenico a partire da cellule staminali del fluido amniotico umano (di più facile reperibilità rispetto alle sorgenti cellulari attuali) attraverso l’utilizzo di stimoli meccanici e topografici. A tale scopo, sono stati preparati e caratterizzati diverse tipologie di substrati di polidimetilsilossano (PDMS), un polimero trasparente, chimicamente inerte ed altamente deformabile. In particolare, sono stati ottenuti substrati con e senza microgrooves superficiali (da 30 m a 40 m di larghezza) e supporti adatti ad essere integrati in dispositivi per lo stretching cellulare. Le proprietà chimico/fisiche superficiali dei substrati di PDMS sono state caratterizzate tramite microscopia ottica, a forza atomica, spettroscopia a infrarosso e misure di angolo di contatto. Le analisi di immunofluorescenza relativi all’adesione, proliferazione e differenziamento sotto stimolo chimico delle cellule seminate su substrati di PDMS (valutato anche tramite l’utilizzo di markers cardiaci in PCR) hanno evidenziato un comportamento cellulare comparabile ai controlli, condizione questa fondamentale per poter procedere con gli esperimenti di differenziamento sotto stimolo combinato chimico e fisico, attualmente in corso. I risultati riportati in questa tesi, seppur ancora preliminari, supportano l’ipotesi della possibilità di promuovere il differenziamento cardiomiogenico di cellule staminali del fluido amniotico tramite approccio combinato di stimolazione chimica e fisica.
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