Le cellule staminali isolate dalla polpa dentale (DPSC) sono cellule caratterizzate da un alto tasso di proliferazione, bassa immunogenicità  e dalla capacità  di differenziare in diversi lineages grazie alla loro origine ecto-neuromesenchimale. Studi precedentemente condotti dal gruppo di ricerca presso il quale ਠstato svolto questo lavoro di tesi hanno ampiamente dimostrato il potenziale rigenerativo delle DPSC in vivo. In particolare, quando le DPSC sono state utilizzate per il trattamento della distrofia muscolare di Duchenne e dell'incontinenza urinaria da stress in appositi modelli animali, ਠemersa la capacità  di tali cellule di migliorare il quadro fisiopatologico. Il recupero morfologico dei tessuti interessati risultava sempre supportato non soltanto dal differenziamento diretto in vivo delle DPSC, bensଠanche da un aumento della vascolarizzazione e, contemporaneamente, dalla diminuzione del tessuto fibrotico, caratteristica conseguente all'atrofia muscolare tipica di entrambi i modelli patologici. Come ben noto, durante i processi riparativi risulta cruciale la modulazione della risposta infiammatoria, perchà© essa si instaura sempre a seguito di un danno ed influisce sui tempi necessari al completamento dei processi di guarigione. Per questo motivo, poter controllare e modulare la risposta immunitaria ਠun promettente approccio nell'ambito della medicina rigenerativa, in quanto consentirebbe di ottenere una diminuzione nella formazione di tessuto fibrotico, al fine di consentire la rigenerazione del tessuto funzionale danneggiato. Lo scopo di questo lavoro ਠstato valutare i meccanismi attraverso cui le cellule staminali della polpa dentale sono in grado di indurre una diminuzione della fibrosi tissutale. A tal fine ਠstato allestito un modello in vitro di fibrosi mediante l'utilizzo e differenziamento, tramite stimolazione con TGF-β1, di fibroblasti umani. Il commitment di questi ultimi in miofibroblasti, gli effettori del processo fibrotico, ਠstato inizialmente osservato tramite analisi morfologica e, successivamente, confermato tramite analisi di immunofluorescenza confocale per l'espressione di markers pro-fibrotici, quali α-smooth muscle actin (α-SMA), collagene I e fibronectina. Inoltre, tramite analisi di real time PCR sono stati valutati smooth muscle alpha (α)-2 actin (ACTA2), istone deacetilasi 4 (HDAC4), Secreted protein acidic and rich in cysteine (SPARC) e tenascina (TNC). Le cellule staminali della polpa dentale sono state isolate da polpe dentali di soggetti sani (n=3) ed immunoselezionate mediante magnetic cell sorting (MACS) per gli antigeni di superficie c-Kit e STRO-1. In seguito, al fine di valutare gli effetti paracrini ed immunomodulatori delle DPSC, ਠstata allestita una co-coltura indiretta tra le DPSC e fibroblasti precedentemente indotti al differenziamento in miofibroblasti. Al termine della co-coltura, i miofibroblasti mostravano da una prima analisi un apprezzabile cambiamento morfologico. Successive valutazioni di immunofluorescenza confocale e Western Blot hanno dimostrato un'espressione ridotta di α-SMA, collagene I e fibronectina. Questi dati sono stati ulteriormente confermati da analisi di Real Time PCR che hanno rivelato una riduzione dei livelli di espressione dei geni pro-fibrotici nei miofibroblasti in seguito alla co-coltura con le DPSC, suggerendo la capacità  di queste ultime di modulare i processi fibrotici inducendo una reversione del fenotipo dei miofibroblasti.

POTENZIALE RIGENERATIVO DELLE CELLULE STAMINALI ISOLATE DALLA POLPA DENTALE UMANA: STUDIO DELLA MODULAZIONE DEI PROCESSI FIBROTICI IN UN MODELLO IN VITRO

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2020

Abstract

Le cellule staminali isolate dalla polpa dentale (DPSC) sono cellule caratterizzate da un alto tasso di proliferazione, bassa immunogenicità  e dalla capacità  di differenziare in diversi lineages grazie alla loro origine ecto-neuromesenchimale. Studi precedentemente condotti dal gruppo di ricerca presso il quale ਠstato svolto questo lavoro di tesi hanno ampiamente dimostrato il potenziale rigenerativo delle DPSC in vivo. In particolare, quando le DPSC sono state utilizzate per il trattamento della distrofia muscolare di Duchenne e dell'incontinenza urinaria da stress in appositi modelli animali, ਠemersa la capacità  di tali cellule di migliorare il quadro fisiopatologico. Il recupero morfologico dei tessuti interessati risultava sempre supportato non soltanto dal differenziamento diretto in vivo delle DPSC, bensଠanche da un aumento della vascolarizzazione e, contemporaneamente, dalla diminuzione del tessuto fibrotico, caratteristica conseguente all'atrofia muscolare tipica di entrambi i modelli patologici. Come ben noto, durante i processi riparativi risulta cruciale la modulazione della risposta infiammatoria, perchà© essa si instaura sempre a seguito di un danno ed influisce sui tempi necessari al completamento dei processi di guarigione. Per questo motivo, poter controllare e modulare la risposta immunitaria ਠun promettente approccio nell'ambito della medicina rigenerativa, in quanto consentirebbe di ottenere una diminuzione nella formazione di tessuto fibrotico, al fine di consentire la rigenerazione del tessuto funzionale danneggiato. Lo scopo di questo lavoro ਠstato valutare i meccanismi attraverso cui le cellule staminali della polpa dentale sono in grado di indurre una diminuzione della fibrosi tissutale. A tal fine ਠstato allestito un modello in vitro di fibrosi mediante l'utilizzo e differenziamento, tramite stimolazione con TGF-β1, di fibroblasti umani. Il commitment di questi ultimi in miofibroblasti, gli effettori del processo fibrotico, ਠstato inizialmente osservato tramite analisi morfologica e, successivamente, confermato tramite analisi di immunofluorescenza confocale per l'espressione di markers pro-fibrotici, quali α-smooth muscle actin (α-SMA), collagene I e fibronectina. Inoltre, tramite analisi di real time PCR sono stati valutati smooth muscle alpha (α)-2 actin (ACTA2), istone deacetilasi 4 (HDAC4), Secreted protein acidic and rich in cysteine (SPARC) e tenascina (TNC). Le cellule staminali della polpa dentale sono state isolate da polpe dentali di soggetti sani (n=3) ed immunoselezionate mediante magnetic cell sorting (MACS) per gli antigeni di superficie c-Kit e STRO-1. In seguito, al fine di valutare gli effetti paracrini ed immunomodulatori delle DPSC, ਠstata allestita una co-coltura indiretta tra le DPSC e fibroblasti precedentemente indotti al differenziamento in miofibroblasti. Al termine della co-coltura, i miofibroblasti mostravano da una prima analisi un apprezzabile cambiamento morfologico. Successive valutazioni di immunofluorescenza confocale e Western Blot hanno dimostrato un'espressione ridotta di α-SMA, collagene I e fibronectina. Questi dati sono stati ulteriormente confermati da analisi di Real Time PCR che hanno rivelato una riduzione dei livelli di espressione dei geni pro-fibrotici nei miofibroblasti in seguito alla co-coltura con le DPSC, suggerendo la capacità  di queste ultime di modulare i processi fibrotici inducendo una reversione del fenotipo dei miofibroblasti.
2020
it
Dipartimento di Scienze della Vita
Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14242/306972
Il codice NBN di questa tesi è URN:NBN:IT:UNIMORE-306972