In vitro strategies and development of bioengineered approaches for studying age-related osteochondral diseases

Lo scopo di questo progetto di dottorato è lo sviluppo di modelli di coltura in-vitro per studiare diversi aspetti dell'osteoartrosi (OA), una malattia degenerativa che coinvolge tutti i tessuti dell’articolazione tra cui la cartilagine articolare, la membrana sinoviale e l'osso subcondrale. L'incidenza globale dell'OA del ginocchio è di 203 per 10.000 persone all’anno e cresce con l'aumentare dell'età, raggiungendo un picco tra i 70-79 anni. Il principale sintomo disabilitante dell'OA è il dolore, tipicamente intermittente e portante (meccanico) che può, in alcuni casi, a stress psicologico. Contrariamente alla comune descrizione di una patologia correlata all'usura, l'OA è la conseguenza di un processo attivo e sbilanciato di riparazione e distruzione. Le cause che portano all’insorgenza di tale patologia non sono ancora state del tutto identificate e si dibatte ancora sull'ordine preciso degli eventi coinvolti nella sua progressione. Attualmente, la scarsa conoscenza della patogenesi dell’OA e le numerose modificazioni tissutali che la caratterizzano hanno reso complicato lo sviluppo di un modello in-vitro. È quindi necessario comprendere i meccanismi coinvolti nella progressione della patologia, nonché i target di nuovi trattamenti per il ripristino della funzionalità articolare. Qui, due diversi modelli di coltura in-vitro per indagare diversi aspetti dell'OA: (i) il coinvolgimento di cellule staminali / stromali adulte della membrana sinoviale nel rimodellamento osseo, attraverso un approccio di co-coltura 2D indiretta e (ii) il crosstalk tra condrociti e osso subcondrale in condizioni normali e patologiche, sviluppando uno scaffold 3D ingegnerizzato e simulando un microambiente infiammato. Questi due modelli hanno permesso lo studio dei comportamenti cellulari di tre tessuti coinvolti nella patogenesi dell'OA e lo sviluppo di una possibile piattaforma in-vitro per futuri studi che potranno comprendere simultaneamente queste tre componenti.