cEllUlE STAmINAlI Ecco chi fa crescere cellule e tessuti · to osseo, un gruppo di ricerca ......

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Eventi Lunedì 22 dicembre 2014 22 Expo 2015 Immagine al microscopio di cellule staminali adese a una superficie di ossido di titanio nanocristallino. I nuclei sono colorati in blu, le proteine del citoscheletro in rosso e i punti di adesione focale alla superficie in verde Le cellule staminali, isolate secondo consolidati protocol- li, sono quindi depositate su nano-micromateriali e colti- vate in presenza di opportuni stimoli chimici in modo da promuoverne il differenzia- mento per formare tessuto osseo o muscolare. “Presso il Cit - spiega il vice- direttore Visai - grazie all’uti- lizzo di bioreattori, si possono creare le migliori condizioni sperimentali per la produzio- ne in vitro di un tessuto da poter impiantare in futuro nel paziente. Recentemente, nell’ambito del rimodellamen- to osseo, un gruppo di ricerca sta utilizzando un approccio nanotecnologico per svilup- pare contromisure efficaci da ■■ UNIVERSITÀ DI PAVIA / Dal 2006 ospita il Centro Interdipartimentale per l’Ingegneria tissutale Il nuovo modello pavese poter adottare nella ricerca sull’osteoporosi indotta dalla permanenza degli astronauti in microgravità”. In partico- lare, il progetto sperimentale coordinato proprio da Visai e realizzato in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italia- na, l’azienda Kayser Italia di Livorno, l’università di Mi- lano (Angela Maria Rizzo) e il Cnr di Roma (Giuseppina Rea), sarà condotto sulla Sta- zione Spaziale Internazionale dal capitano dell’Aereonautica militare Samantha Cristofo- retti, la prima donna astro- nauta italiana. Il Cit vanta numerose colla- borazioni attive a livello na- zionale e internazionale. Suo obiettivo primario è quello di trasformarsi nel prossimo futuro in un centro di ricer- ca dedicato allo sviluppo di tecnologie per la salute (Cen- tre for Health Technologies) nella sua più ampia accezio- ne, puntando a sviluppare la ricerca tecnologica per la prevenzione, la diagnosi e la cura delle patologie, con un approccio che comprenda il livello molecolare, le cellule, i tessuti, gli organismi, la stru- mentazione elettronica e le metodologie bioinformatiche di analisi di dati biomedici, fi- no all’integrazione dei risulta- ti della ricerca con l’ambiente e il contesto sociale. Il centro di ingegneria tissutale: un esempio virtuoso di collaborazione interdisciplinare L a città di Pavia è un esem- pio di modello locale di ricerca scientifica unico, nel panorama nazionale: in un territorio relativamente rac- colto, si trovano infatti l’uni- versità, centri di ricerca e ospedali come il Policlinico San Matteo, la Fondazione Salvatore Maugeri e l’Istituto Neurologico Mondino, solo per citare i più importanti. La vicinanza a livello logistico di queste strutture permette una migliore interazione a livello scientifico e, di conse- guenza, maggiori possibilità di realizzare progetti forte- mente interdisciplinari, come quelli relativi all’ingegneria tissutale e alla medicina ri- generativa, che richiedono competenze specifiche molto diverse fra loro. Il Centro Interdipartimenta- le per l’Ingegneria Tissutale (Cit), costituito presso l’Uni- versità degli Studi di Pavia nel 2006, è stato promosso da docenti provenienti dai dipartimenti di Ingegneria in- dustriale e dell’informazione, Medicina molecolare, Sanità pubblica, Medicina sperimen- tale e forense, Biologia e bio- tecnologie, Chimica, Scienze del farmaco, di Scienze clinico chirurgiche, diagnostiche e pediatriche. La varietà di ap- procci scientifici e culturali costituisce la forza di questa iniziativa unica nel panorama lombardo. Il Cit, guidato da Giovanni Magenes, vice-direttore Livia Visai, non presenta una sede strutturale unica, ma è costi- tuito dai laboratori di diversi dipartimenti ubicati tutti nella zona del campus universitario pavese, vicino ai tre Irccs. La collaborazione tra queste sedi offre la possibilità a docenti, studenti, dottorandi, borsisti e assegnisti di confrontare le proprie esperienze per cono- scere e sperimentare le tecno- logie più innovative nei diver- si ambiti di riferimento. Diverse sono le tematiche scientifiche di cui si occupa il Cit; quella principale è ine- rente lo sviluppo e la produ- zione di tessuti ingegnerizzati. Questi ultimi sono realizzati utilizzando cellule stamina- li adulte umane isolate da paziente, o cellule staminali pluripotenti indotte e nano- micromateriali tridimensio- nali di varia natura, secondo la specifica applicazione tis- sutale, e bioreattori di vario tipo, che possono indurre stimoli fisici di diversa na- tura (meccanico o elettrico). I nano-micromateriali sono caratterizzati fisicamente e chimicamente e saggiati per la biocompatibilità cellulare. Le strutture universitarie e ospedaliere a Pavia godono di una logistica perfetta stituire loro l’integrità strut- turale e funzionale dell’orga- no sano. E l’Italia è un Paese in prima linea per la presenza di centri d’eccellenza nel pa- norama della ricerca interna- zionale. Per merito della medici- na rigenerativa si potranno ottenere nuove terapie per combattere patologie neu- rodegenerative e alcune ma- lattie neurologiche gravi e invalidanti, ad esempio scle- rosi multipla, ictus cerebrale, traumi del midollo spinale. Un traguardo che può essere raggiunto tramite l’identifica- zione delle cellule che meglio di altre possono sostituire le cellule colpite dalla malattia (staminali) e la ricostruzione del microambiente idoneo a ospitare e istruire le cellule rigeneranti (ingegneria dei tessuti). L’ingegneria tissutale è un’altra “materia” di studio focale, uno dei settori parti- colarmente affascinanti della ricerca biomedica al quale oggi si rivolge massima atten- zione per via delle prospettive davvero nuove che esso apre. Alla base vi sono competenze non comuni, in un’ottica di multidisciplinarità sostenuta ■■ CELLULE STAMINALI / Se si parla di ricerca oggi, senza dubbio, uno degli ambiti più promettenti è quello della medicina rigenerativa Ecco chi fa crescere cellule e tessuti da conoscenze di ingegneria, scienze mediche e biologiche, fisica, chimica, biotecnologia. L’obiettivo è di creare sostituti biologici che consentano di migliorare, riparare o curare i tessuti danneggiati. Giusto per dare l’idea, i progetti dei ricercatori si concentrano sul tessuto osseo e muscolare, sull’utilizzo di cellule stami- nali e differenti tipi di scaf- fold, sulla bioinformatica per l’ingegneria tissutale, sulla bioinformatica traslazionale e su molto altro ancora. Insomma, il mondo della ri- cerca si allarga sempre di più. Innovazione, tecnologia e in primis risultati concreti sono alla base delle buone pras- si. E anche della formazione di chi alla ricerca scientifica decide di dedicarsi nella vita. In questo contesto le biotech mediche diventano l’elemento chiave, a sottolineare la cen- tralità di una figura profes- sionale che oggi è tra le più ambite dal mondo scientifico, su scala internazionale: il bio- tecnologo medico. In breve, quel professionista e ricerca- tore che applica le conoscen- ze biotecnologiche per il pro- gresso delle scienze mediche, partecipando allo sviluppo di farmaci innovativi, medi- cinali e diagnostici mediante procedimenti biotecnologici, nonché alla produzione di prodotti derivanti dalla mani- polazione di cellule e tessuti. L’obiettivo è arrivare a soluzioni efficaci in grado di riparare organi adulti danneggiati nel rispetto dell’etica P ortare avanti la ricerca e applicare metodi inno- vativi rivolti a ottimizzare le capacità differenziative e riparative delle cellule stami- nali, così da sviluppare i pos- sibili impieghi della medicina rigenerativa. È questo uno dei terreni più importanti e all’avanguardia sul quale si misura quotidianamente il mondo della ricerca scientifi- ca, grazie a linee di studio e di applicazione mirate, nonché a progetti condotti da universi- tà, centri di ricerca e unità di eccellenza, ma non solo. La ricerca da parte di univer- sità, enti, imprese è anche il campo su ci si misurerà a Ex- po Milano 2015, con riflessio- ni e spunti sul tema centrale dell’evento - “Nutrire il Piane- ta, Energia per la Vita” -, ar- gomento che tematico appun- to, sostenibile, tecnologico e incentrato sul visitatore, si presta ad approfondimenti di diverso profilo e ispirazione. Il tutto a scandire una “ma- teria” di lavoro e di confronto che permetterà all’esposizione universale di lasciare la pro- pria eredità conoscitiva alle future generazioni. Se si parla di ricerca, oggi, senza dubbio, gli ambiti più promettenti e soprattutto cru- ciali per il domani sono quelli della medicina rigenerativa, dell’ingegneria tissutale me- dica, delle biotech mediche, per via del prepotente appor- to tecnologico e innovativo, in termini di applicazione, ricerca scientifica di base e applicata, nonché know-how. Perché grazie a queste bran- che della medicina già ora sono stati raggiunti traguardi fino a pochi anni fa impensa- bili. Nello specifico, una delle innovazioni maggiori si lega stretta ai progressi in ambi- to biomedico, a partire dalle possibilità offerte dall’uso delle cellule staminali. No- tevoli gli sviluppi ottenuti fi- nora. L’obiettivo è arrivare a so- luzioni efficaci in caso di problemi medici gravi, per i quali ricorrere alla medici- na rigenerativa risulti come l’unica o la migliore alterna- tiva terapeutica, da impiegare secondo eticità e sul terreno dell’eccellenza scientifica. Ci si riferisce a una disciplina innovativa, il cui fine è di ri- parare organi adulti umani danneggiati nell’intento di re- © diego1012 - Fotolia.com © Alex011973 - Fotolia.com

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EventiLunedì 22 dicembre 201422 Expo 2015

Immagine al microscopio di cellule staminali adese a una superficie di ossido di titanio nanocristallino. I nuclei sono colorati in blu, le proteine del citoscheletro in rosso e i punti di adesione focale alla superficie in verde

Le cellule staminali, isolate secondo consolidati protocol-li, sono quindi depositate su nano-micromateriali e colti-vate in presenza di opportuni stimoli chimici in modo da promuoverne il differenzia-mento per formare tessuto osseo o muscolare. “Presso il Cit - spiega il vice-direttore Visai - grazie all’uti-lizzo di bioreattori, si possono creare le migliori condizioni sperimentali per la produzio-ne in vitro di un tessuto da poter impiantare in futuro nel paziente. Recentemente, nell’ambito del rimodellamen-to osseo, un gruppo di ricerca sta utilizzando un approccio nanotecnologico per svilup-pare contromisure efficaci da

■■■ UNIVERSITÀ DI PAVIA / Dal 2006 ospita il Centro Interdipartimentale per l’Ingegneria tissutale

Il nuovo modello pavese poter adottare nella ricerca sull’osteoporosi indotta dalla permanenza degli astronauti in microgravità”. In partico-lare, il progetto sperimentale coordinato proprio da Visai e realizzato in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italia-na, l’azienda Kayser Italia di Livorno, l’università di Mi-lano (Angela Maria Rizzo) e il Cnr di Roma (Giuseppina Rea), sarà condotto sulla Sta-zione Spaziale Internazionale dal capitano dell’Aereonautica

militare Samantha Cristofo-retti, la prima donna astro-nauta italiana. Il Cit vanta numerose colla-borazioni attive a livello na-zionale e internazionale. Suo obiettivo primario è quello di trasformarsi nel prossimo futuro in un centro di ricer-ca dedicato allo sviluppo di tecnologie per la salute (Cen-tre for Health Technologies) nella sua più ampia accezio-ne, puntando a sviluppare la ricerca tecnologica per la prevenzione, la diagnosi e la cura delle patologie, con un approccio che comprenda il livello molecolare, le cellule, i tessuti, gli organismi, la stru-mentazione elettronica e le metodologie bioinformatiche di analisi di dati biomedici, fi-no all’integrazione dei risulta-ti della ricerca con l’ambiente e il contesto sociale.

Il centro di ingegneria tissutale: un esempio virtuoso di collaborazione interdisciplinare

La città di Pavia è un esem-pio di modello locale di

ricerca scientifica unico, nel panorama nazionale: in un territorio relativamente rac-colto, si trovano infatti l’uni-versità, centri di ricerca e ospedali come il Policlinico San Matteo, la Fondazione Salvatore Maugeri e l’Istituto Neurologico Mondino, solo per citare i più importanti. La vicinanza a livello logistico di queste strutture permette una migliore interazione a livello scientifico e, di conse-guenza, maggiori possibilità di realizzare progetti forte-mente interdisciplinari, come quelli relativi all’ingegneria tissutale e alla medicina ri-generativa, che richiedono competenze specifiche molto diverse fra loro. Il Centro Interdipartimenta-le per l’Ingegneria Tissutale (Cit), costituito presso l’Uni-versità degli Studi di Pavia nel 2006, è stato promosso da docenti provenienti dai dipartimenti di Ingegneria in-dustriale e dell’informazione, Medicina molecolare, Sanità pubblica, Medicina sperimen-tale e forense, Biologia e bio-tecnologie, Chimica, Scienze

del farmaco, di Scienze clinico chirurgiche, diagnostiche e pediatriche. La varietà di ap-procci scientifici e culturali costituisce la forza di questa iniziativa unica nel panorama lombardo.Il Cit, guidato da Giovanni Magenes, vice-direttore Livia Visai, non presenta una sede strutturale unica, ma è costi-tuito dai laboratori di diversi dipartimenti ubicati tutti nella zona del campus universitario pavese, vicino ai tre Irccs. La collaborazione tra queste sedi offre la possibilità a docenti, studenti, dottorandi, borsisti e assegnisti di confrontare le proprie esperienze per cono-scere e sperimentare le tecno-logie più innovative nei diver-

si ambiti di riferimento.Diverse sono le tematiche scientifiche di cui si occupa il Cit; quella principale è ine-rente lo sviluppo e la produ-zione di tessuti ingegnerizzati. Questi ultimi sono realizzati utilizzando cellule stamina-li adulte umane isolate da paziente, o cellule staminali pluripotenti indotte e nano-micromateriali tridimensio-nali di varia natura, secondo la specifica applicazione tis-sutale, e bioreattori di vario tipo, che possono indurre stimoli fisici di diversa na-tura (meccanico o elettrico). I nano-micromateriali sono caratterizzati fisicamente e chimicamente e saggiati per la biocompatibilità cellulare.

Le strutture universitarie e ospedaliere a Pavia godono di una logistica perfetta

stituire loro l’integrità strut-turale e funzionale dell’orga-no sano. E l’Italia è un Paese in prima linea per la presenza di centri d’eccellenza nel pa-norama della ricerca interna-zionale. Per merito della medici-na rigenerativa si potranno ottenere nuove terapie per combattere patologie neu-rodegenerative e alcune ma-lattie neurologiche gravi e invalidanti, ad esempio scle-rosi multipla, ictus cerebrale, traumi del midollo spinale. Un traguardo che può essere raggiunto tramite l’identifica-zione delle cellule che meglio di altre possono sostituire le cellule colpite dalla malattia (staminali) e la ricostruzione del microambiente idoneo a ospitare e istruire le cellule rigeneranti (ingegneria dei tessuti). L’ingegneria tissutale è un’altra “materia” di studio focale, uno dei settori parti-colarmente affascinanti della ricerca biomedica al quale oggi si rivolge massima atten-zione per via delle prospettive davvero nuove che esso apre. Alla base vi sono competenze non comuni, in un’ottica di multidisciplinarità sostenuta

■■■ cEllUlE STAmINAlI / Se si parla di ricerca oggi, senza dubbio, uno degli ambiti più promettenti è quello della medicina rigenerativa

Ecco chi fa crescere cellule e tessutida conoscenze di ingegneria, scienze mediche e biologiche, fisica, chimica, biotecnologia. L’obiettivo è di creare sostituti biologici che consentano di migliorare, riparare o curare i tessuti danneggiati. Giusto per dare l’idea, i progetti dei ricercatori si concentrano sul tessuto osseo e muscolare, sull’utilizzo di cellule stami-nali e differenti tipi di scaf-fold, sulla bioinformatica per l’ingegneria tissutale, sulla bioinformatica traslazionale e su molto altro ancora.

Insomma, il mondo della ri-cerca si allarga sempre di più. Innovazione, tecnologia e in primis risultati concreti sono alla base delle buone pras-si. E anche della formazione di chi alla ricerca scientifica decide di dedicarsi nella vita. In questo contesto le biotech mediche diventano l’elemento chiave, a sottolineare la cen-tralità di una figura profes-sionale che oggi è tra le più ambite dal mondo scientifico, su scala internazionale: il bio-tecnologo medico. In breve, quel professionista e ricerca-tore che applica le conoscen-ze biotecnologiche per il pro-gresso delle scienze mediche, partecipando allo sviluppo di farmaci innovativi, medi-cinali e diagnostici mediante procedimenti biotecnologici, nonché alla produzione di prodotti derivanti dalla mani-polazione di cellule e tessuti.

L’obiettivo è arrivare a soluzioni efficaci in grado di riparare organi adulti danneggiati nel rispetto dell’etica

P ortare avanti la ricerca e applicare metodi inno-

vativi rivolti a ottimizzare le capacità differenziative e riparative delle cellule stami-nali, così da sviluppare i pos-sibili impieghi della medicina rigenerativa. È questo uno dei terreni più importanti e all’avanguardia sul quale si misura quotidianamente il mondo della ricerca scientifi-ca, grazie a linee di studio e di applicazione mirate, nonché a progetti condotti da universi-tà, centri di ricerca e unità di eccellenza, ma non solo. La ricerca da parte di univer-sità, enti, imprese è anche il campo su ci si misurerà a Ex-po Milano 2015, con riflessio-ni e spunti sul tema centrale dell’evento - “Nutrire il Piane-ta, Energia per la Vita” -, ar-gomento che tematico appun-to, sostenibile, tecnologico e incentrato sul visitatore, si presta ad approfondimenti di diverso profilo e ispirazione. Il tutto a scandire una “ma-teria” di lavoro e di confronto che permetterà all’esposizione universale di lasciare la pro-pria eredità conoscitiva alle future generazioni. Se si parla di ricerca, oggi,

senza dubbio, gli ambiti più promettenti e soprattutto cru-ciali per il domani sono quelli della medicina rigenerativa, dell’ingegneria tissutale me-dica, delle biotech mediche, per via del prepotente appor-to tecnologico e innovativo, in termini di applicazione, ricerca scientifica di base e applicata, nonché know-how. Perché grazie a queste bran-che della medicina già ora sono stati raggiunti traguardi fino a pochi anni fa impensa-bili. Nello specifico, una delle innovazioni maggiori si lega stretta ai progressi in ambi-

to biomedico, a partire dalle possibilità offerte dall’uso delle cellule staminali. No-tevoli gli sviluppi ottenuti fi-nora. L’obiettivo è arrivare a so-luzioni efficaci in caso di problemi medici gravi, per i quali ricorrere alla medici-na rigenerativa risulti come l’unica o la migliore alterna-tiva terapeutica, da impiegare secondo eticità e sul terreno dell’eccellenza scientifica. Ci si riferisce a una disciplina innovativa, il cui fine è di ri-parare organi adulti umani danneggiati nell’intento di re- ©

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