Caratterizzazione pre-clinica di terapie a base di piastrine in applicazioni oncologiche e di medicina rigenerativa

Platelets are small, anucleate cell fragments derived from megakaryocytes in the bone marrow and playing a pivotal role in multiple pathophysiological processes, including coagulation, wound healing, immune modulation and cancer progression. Once released into circulation, platelet remain in a quiescent state until activated by various stimuli. Clinically, platelet transfusions are routinely employed to control bleeding and manage thrombocytopenia, particularly in oncology patients. To address the limitations of room temperature storage, platelet cryopreservation has been adopted as an alternative strategy; however, this approach is not without challenges. The freeze-thaw process induces platelet activation, leading to the release of significant quantities of growth factors and extracellular vesicles, alongside alterations in their coagulation profile. However, beyond their well-established function in haemostasis and coagulation, platelets also play a pivotal role in wound healing. Their regenerative potential is largely attributed to the diverse array of growth factors and cytokines stored within their α-granules. As such, platelet concentrates have become a cornerstone of regenerative medicine, widely used to support tissue repair and accelerate healing processes. Platelet-Rich Plasma (PRP) is the most commonly utilised platelet-derived product, with broad clinical applications including the treatment of chronic wounds, musculoskeletal injuries, oral and maxillofacial surgeries, and various dermatological conditions. This thesis presents a comprehensive investigation into the multifaceted roles of platelets across diverse biomedical contexts. The study first examined the coagulative functionality of platelets following cryopreservation, with particular emphasis on how variations in thawing time influence platelet viability, activation state, and their capacity to support clot formation. The post-thaw biological activity of these platelets was further evaluated by analysing their influence on cancer cell behaviour in vitro, providing insights into potential alterations in tumour–platelet interactions after cryostorage. Beyond their haemostatic role, the regenerative potential of platelets was explored through their secretion of bioactive molecules that promote wound healing and tissue repair. Given the widespread clinical use of platelet-rich plasma (PRP) for managing various wound types, this work also investigated how differences in PRP preparation and application methods influence the regenerative responses of key skin cell populations, such as fibroblasts and keratinocytes.

Le piastrine sono piccoli frammenti cellulari privi di nucleo derivati dai megacariociti presenti nel midollo osseo e svolgono un ruolo fondamentale in molteplici processi fisiopatologici, tra cui la coagulazione, la guarigione delle ferite, la modulazione immunitaria e la progressione del cancro. In clinica, le trasfusioni di piastrine vengono utilizzate per la gestione delle emorragie e casi di trombocitopenia, in particolare nei pazienti oncologici. Per superare i limiti imposti dalla conservazione a temperatura ambiente, è stata adottata come strategia alternativa la crioconservazione delle piastrine. Tuttavia, anche questo approccio presenta alcune criticità, il processo di congelamento e scongelamento infatti induce l'attivazione delle piastrine, portando al rilascio di quantità significative di fattori di crescita e vescicole extracellulari, oltre ad alterazioni nel loro profilo di coagulazione. Al di là del loro coinvolgimento in emostasi e coagulazione, le piastrine svolgono anche un ruolo fondamentale nella guarigione delle ferite. Il loro potenziale rigenerativo è principalmente attribuito alla ricca varietà di fattori di crescita e citochine immagazzinate nei granuli α; per questo motivo, i concentrati piastrinici rappresentano oggi un pilastro della medicina rigenerativa, ampiamente impiegati per favorire la riparazione tissutale e accelerare i processi di guarigione. Il plasma ricco di piastrine (PRP) è l’emoderivato più comunemente utilizzato, con ampie applicazioni cliniche che includono il trattamento di ferite croniche, lesioni muscoloscheletriche, interventi chirurgici orali e maxillo-facciali e varie condizioni dermatologiche. Questa tesi offre un’analisi approfondita sui molteplici ruoli svolti dalle piastrine nei diversi contesti biomedici. Lo studio ha innanzitutto esaminato la funzionalità coagulativa delle piastrine dopo la crioconservazione, con particolare attenzione a come le tempistiche di scongelamento influenzano la vitalità delle piastrine, il loro stato di attivazione e la loro capacità di favorire la formazione di coaguli. L’attività biologica delle piastrine dopo lo scongelamento è stata ulteriormente indagata attraverso l’analisi del loro effetto sul comportamento delle cellule tumorali in vitro, con l’obiettivo di chiarire le potenziali modificazioni delle interazioni piastrine–tumore indotte dalla crioconservazione. Inoltre, il potenziale rigenerativo delle piastrine è stato valutato analizzando la secrezione di molecole coinvolte nei processi di guarigione delle ferite e di riparazione tissutale. Data la diffusa applicazione clinica del PRP nella gestione di vari tipi di ferite, questo lavoro ha anche studiato come le differenze nei metodi di preparazione e applicazione del PRP influenzano la rigenerazione delle principali popolazioni di cellule cutanee, come i fibroblasti e i cheratinociti. L'obiettivo principale di questo lavoro è quello di studiare l'impatto della crioconservazione sulle caratteristiche biochimiche e funzionali delle piastrine crioconservate mediante aferesi, al fine di ottimizzare i tempi di trasfusione e valutarne gli effetti sul comportamento delle cellule tumorali in vitro, con lo scopo di chiarire le loro potenzialità nella trasfusione di pazienti onco-ematologici. L'obiettivo secondario è quello di caratterizzare e confrontare le capacità rigenerative dei PRP derivati dal buffy coat e da aferesi. Questi dati dovrebbero offrono un contributo al perfezionamento delle pratiche trasfusionali e all'ampliamento delle applicazioni terapeutiche dei derivati piastrinici, promuovendone così l'integrazione in strategie personalizzate per l'emostasi e la rigenerazione dei tessuti.