IDROGELI BASATI SU AGAROSIO COME MODELLI PER LA MECCANOBIOLOGIA: IL RUOLO DELLA VISCOPLASTICITà NEL GUIDARE LA RISPOSTA CELLULARE

The project aims to develop innovative polysaccharide-based biomaterials with tunable mechanical properties, resembling the extracellular matrix (ECM), to study how material mechanics influence cell biology. In the first year, the research focused on selecting polysaccharides to create hydrogels and characterizing their mechanical properties, initiating tests on cell adhesion and spreading in two-dimensional cultures. Agarose was chosen for its biocompatibility and tunable mechanical properties, exploring the role of polymer concentration and gelling temperature on the hydrogel's mechanical response and biological behavior. In the second year, we further investigated the impact of linear elastic energy on cell behavior, demonstrating how gelling temperature affects the mechanical characteristics of agarose. A new line of research was also initiated to examine the interaction between substrate mechanics and adhesion proteins. We observed that functionalized adhesion proteins enhance cell adhesion only at low FBS concentrations, while standard concentrations mask this effect, highlighting the importance of mechanical conditions in adhesion.

L’obiettivo del progetto è sviluppare biomateriali innovativi a base di polisaccaridi con proprietà meccaniche regolabili, simili alla matrice extracellulare (ECM), per studiare l’influenza della meccanica del materiale sulla biologia cellulare. Nel primo anno, la ricerca ha selezionato polisaccaridi per creare idrogeli e ha caratterizzato le loro proprietà meccaniche, iniziando test sull'adesione e diffusione cellulare in colture bidimensionali. È stato scelto l’agarosio per la sua biocompatibilità e le proprietà meccaniche modulabili, esplorando il ruolo della concentrazione polimerica e della temperatura di gelificazione sulla risposta meccanica dell'idrogel e sulla risposta biologica. Nel secondo anno, abbiamo approfondito l’impatto dell’energia elastica lineare sul comportamento cellulare e dimostrato come la temperatura di gelificazione influisca sulle caratteristiche meccaniche dell’agarosio. È iniziata anche una nuova linea di ricerca sull'interazione tra meccanica del substrato e proteine di adesione. Abbiamo osservato che le proteine di adesione funzionalizzate migliorano l’adesione cellulare solo a basse concentrazioni di FBS, mentre concentrazioni standard mascherano questo effetto, sottolineando l’importanza delle condizioni meccaniche nell’adesione.