CARATTERIZZAZIONE DI SUPPORTI TRIDIMENSIONALI DERIVATI DALLA DECELLULARIZZAZIONE DELLE PIANTE PER APPLICAZIONI BIOMEDICHE = Characterization of decellularized plants as a 3D support for tissue regeneration.

L’ingegneria dei tessuti (TE) è un campo di ricerca interdisciplinare il cui scopo è lo sviluppo di tessuti biologici che riparino, migliorino o mantengano le funzioni di un tessuto umano danneggiato. Si basa su tre componenti principali: le cellule, i fattori di crescita e lo scaffold. Lo scaffold è una matrice porosa tridimensionale che funge da supporto per la coltura cellulare: deve essere biocompatibile, una porosità adatta ad ospitare l’adesione e la proliferazione cellulare e deve avere proprietà meccaniche e strutturali simili a quelle del tessuto da rigenerare. Negli ultimi anni, vista la complessità nel costruire uno scaffold adeguato allo sviluppo dei diversi tipi di tessuto umano, la ricerca si è focalizzata sullo studio di strutture già esistenti in natura che fossero modificabili per ospitare cellule umane. Dapprima si sono analizzati organi animali (xenograft) o prelevati da donatori umani (allograft) decellularizzati caratterizzati da uno struttura e una composizione della matrice extracellulare (ECM) ottimale.La decellularizzazione è una tecnica il cui scopo è quello di togliere la componente cellulare di un tessuto mantenendone il più possibile inalterata la matrice extracellulare e l’architettura. Successivamente, vista la scarsa disponibilità di organi animali, i problemi etici e l’attenzione verso tecnologie più ecologiche, la ricerca si è spostata sulla decellularizzazione di organismi vegetali: essi sono ampiamente presenti in natura, coprono un ampio range di caratteristiche meccaniche, strutturali e morfologiche e sono composti principalmente da cellulosa, polimero già utilizzato per la realizzazione di scaffold. Diversi studi dal 2014 ad oggi confermano le potenzialità della decellularizzazione vegetale nel TE in quanto tecnica poco costosa, semplice e adatta alla realizzazione di scaffold tridimensionali complessi, vascolarizzabili e adeguati per la ricellularizzazione. Il presente lavoro si pone come obiettivo l’identificazione di un protocollo di decellularizzazione semplice ed efficace applicato a strutture vegetali, nel dettaglio mela, kiwi e melanzana. Per la decellularizzazione, i campioni vengono immersi in una soluzione acquosa di sodio dodecil solfato (SDS) con concentrazioni diverse a seconda della densità del tessuto vegetale in analisi: il processo termina quando il vegetale assume una colorazione bianca e traslucida. I campioni decellularizzati vengono successivamente sottoposti ad un processo di liofilizzazione per mantenere intatte le caratteristiche strutturali. Le matrici decellularizzate ottenute sono state caratterizzate tramite test meccanici in compressione sul vegetale non trattato, decellularizzato e liofilizzato, analisi FTIR e studi sull’angolo di contatto. Nell’ultima fase del lavoro sono stati seminati fibroblasti sui tre diversi vegetali decellularizzati e liofilizzati per verificare l’adesione cellulare ad un substrato vegetale in tre diverse condizioni: non trattato, trattato con gelatina e immerso nel mezzo di coltura overnight. Sviluppi futuri vedono l’analisi meccanica di nuove strutture vegetali e il loro utilizzo come scaffold per la rigenerazione di tessuti mai trattati precedentemente, quali il pancreas esocrino o il polmone.