Massimo Pisu (CRS4)
L’ingegneria tissutale ha dato impulso allo sviluppo della tecnica di coltivazione in vitro delle cellule che possono essere fatte crescere, espandere e differenziare su adatti terreni di coltura e con l’impiego di specifici fattori di crescita. La coltivazione delle cellule/tessuto può avvenire con l’ausilio di bioreattori di una certa semplicità costruttiva (stirrer flask) o di maggiore complessità (perfusion bioreactor, horizontal rotating wall bioreactor). In linea teorica la coltura cellulare può essere effettuata con cellule già specializzate (cardiomiociti, condrociti, cellule epiteliali, endoteliali, etc.) o con cellule staminali indifferenziate. Queste ultime sono attualmente oggetto di intenso studio nei laboratori di tutto il mondo, sia per l’individuazione dei meccanismi di base dello sviluppo cellulare, sia per la messa a punto di terapie innovative. I trattamenti medici per la riparazione di tessuti/organi necessitano di numerose cellule che però sono disponibili solo in quantità esigue richiedendo, pertanto, lo sviluppo di efficienti tecniche di coltivazione in vitro. Nel corso del seminario sarà presentata l’attività di ricerca svolta dai ricercatori del Programma di Bioingegneria del CRS4 nel recente passato, con particolare riferimento ai modelli di simulazione e codici di calcolo sviluppati per descrivere la crescita, espansione e differenziazione di cellule con tecniche di coltivazione in vitro.
This document discusses bone structure and repair. It describes how bone defects like fractures require repair through tissue engineering approaches using mesenchymal stem cells (MSCs). While MSC therapy shows promise in preclinical studies, it faces challenges in clinical translation due to regulatory hurdles, remaining scientific problems, and high costs. The document also explores how implanted MSCs may trigger endogenous bone repair by stimulating macrophage migration, angiogenesis, and new bone formation. Finally, it outlines research objectives to further study the effects of microenvironments like hypoxia and inflammation on MSC paracrine activity and develop products from platelets and MSC-conditioned media for tissue repair.
This document discusses the development of biopolymer-based biomaterials for biomedical applications such as orthopedics, dentistry, and surgery. Specifically, it describes chitlac, a polysaccharide derived from chitosan that is soluble at physiological pH, miscible with anionic polysaccharides, and biocompatible. It discusses modifying chitlac's chemical structure to modulate its biological activity, such as by conjugating it with RGD peptides. The document proposes using mixtures of chitlac and alginate as a scaffold for tissue engineering and cell encapsulation. It outlines characterizing the materials' chemistry, structure, mechanics, and in vitro biological performance. Finally, it presents the AnastomoSEAL
This document describes the facilities and research at ISMETT (Istituto Mediterraneo per i Trapianti e Terapie ad Alta Specializzazione), a transplant hospital and research foundation in Palermo, Italy. The document outlines ISMETT's laboratories for regenerative medicine, immunobiology, and biomedical technologies. It also summarizes some of ISMETT's research areas like adoptive immunotherapies, fetal hepatocyte transplantation, pancreatic islet transplantation, and characterization of stem/progenitor cells. Services mentioned include development of adoptive immunotherapies, stem cell production in GMP facilities, and clinical trials.
Massimo Pisu (CRS4)
L’ingegneria tissutale ha dato impulso allo sviluppo della tecnica di coltivazione in vitro delle cellule che possono essere fatte crescere, espandere e differenziare su adatti terreni di coltura e con l’impiego di specifici fattori di crescita. La coltivazione delle cellule/tessuto può avvenire con l’ausilio di bioreattori di una certa semplicità costruttiva (stirrer flask) o di maggiore complessità (perfusion bioreactor, horizontal rotating wall bioreactor). In linea teorica la coltura cellulare può essere effettuata con cellule già specializzate (cardiomiociti, condrociti, cellule epiteliali, endoteliali, etc.) o con cellule staminali indifferenziate. Queste ultime sono attualmente oggetto di intenso studio nei laboratori di tutto il mondo, sia per l’individuazione dei meccanismi di base dello sviluppo cellulare, sia per la messa a punto di terapie innovative. I trattamenti medici per la riparazione di tessuti/organi necessitano di numerose cellule che però sono disponibili solo in quantità esigue richiedendo, pertanto, lo sviluppo di efficienti tecniche di coltivazione in vitro. Nel corso del seminario sarà presentata l’attività di ricerca svolta dai ricercatori del Programma di Bioingegneria del CRS4 nel recente passato, con particolare riferimento ai modelli di simulazione e codici di calcolo sviluppati per descrivere la crescita, espansione e differenziazione di cellule con tecniche di coltivazione in vitro.
This document discusses bone structure and repair. It describes how bone defects like fractures require repair through tissue engineering approaches using mesenchymal stem cells (MSCs). While MSC therapy shows promise in preclinical studies, it faces challenges in clinical translation due to regulatory hurdles, remaining scientific problems, and high costs. The document also explores how implanted MSCs may trigger endogenous bone repair by stimulating macrophage migration, angiogenesis, and new bone formation. Finally, it outlines research objectives to further study the effects of microenvironments like hypoxia and inflammation on MSC paracrine activity and develop products from platelets and MSC-conditioned media for tissue repair.
This document discusses the development of biopolymer-based biomaterials for biomedical applications such as orthopedics, dentistry, and surgery. Specifically, it describes chitlac, a polysaccharide derived from chitosan that is soluble at physiological pH, miscible with anionic polysaccharides, and biocompatible. It discusses modifying chitlac's chemical structure to modulate its biological activity, such as by conjugating it with RGD peptides. The document proposes using mixtures of chitlac and alginate as a scaffold for tissue engineering and cell encapsulation. It outlines characterizing the materials' chemistry, structure, mechanics, and in vitro biological performance. Finally, it presents the AnastomoSEAL
This document describes the facilities and research at ISMETT (Istituto Mediterraneo per i Trapianti e Terapie ad Alta Specializzazione), a transplant hospital and research foundation in Palermo, Italy. The document outlines ISMETT's laboratories for regenerative medicine, immunobiology, and biomedical technologies. It also summarizes some of ISMETT's research areas like adoptive immunotherapies, fetal hepatocyte transplantation, pancreatic islet transplantation, and characterization of stem/progenitor cells. Services mentioned include development of adoptive immunotherapies, stem cell production in GMP facilities, and clinical trials.
The Molecular Biotechnology Center (MBC) is a research center located at the University of Torino that brings together investigators from different scientific backgrounds to facilitate interdisciplinary biomedical research. The MBC has over 200 researchers working in 6 main areas: inflammatory diseases, oncogenesis and tumor immunology, cardiac hypertrophy, stem cells, neurobiology, and bioinformatics. It provides facilities like an animal house, transgenic mouse generation, protein production, and antibody characterization to support the research.
This document describes several approaches for studying the role of the Cripto protein in muscle stem cell regeneration:
1) Cripto loss-of-function and gain-of-function mouse models to understand how changes in Cripto expression impact muscle stem cells.
2) Using mouse models of acute muscle damage to study how Cripto influences mobilization of muscle stem cells.
3) High-throughput screening to identify new regulators of muscle stem cells by analyzing gene expression changes from Cripto loss-of-function cells.
4) Developing recombinant Cripto protein and pharmacological delivery methods to promote stem cell-based muscle regeneration.
The Molecular Biotechnology Center (MBC) is a research center located at the University of Torino that brings together investigators from different scientific backgrounds to facilitate interdisciplinary biomedical research. The MBC has over 200 researchers working in 6 main areas: inflammatory diseases, oncogenesis and tumor immunology, cardiac hypertrophy, stem cells, neurobiology, and bioinformatics. It provides facilities like an animal house, transgenic mouse generation, protein production, and antibody characterization to support the research.
This document describes several approaches for studying the role of the Cripto protein in muscle stem cell regeneration:
1) Cripto loss-of-function and gain-of-function mouse models to understand how changes in Cripto expression impact muscle stem cells.
2) Using mouse models of acute muscle damage to study how Cripto influences mobilization of muscle stem cells.
3) High-throughput screening to identify new regulators of muscle stem cells by analyzing gene expression changes from Cripto loss-of-function cells.
4) Developing recombinant Cripto protein and pharmacological delivery methods to promote stem cell-based muscle regeneration.
2. OR CMR/CIDSTEM 1: SPERIMENTAZIONI CLINICHE DI COLTURE DI
EPITELIO URETRALE
Implementazione di sperimentazioni cliniche di Fase I/II di colture di cellule staminali uretrali
mirate alla ricostruzione dell’epitelio uretrale in pazienti affetti da ipospadia posteriore
congenita o stenosi uretrali recidivanti.
Attività previste:
(i) SS1. completamento della definizione delle condizioni di coltura necessarie per
l’identificazione e il mantenimento delle cellule staminali uretrali, completamento della loro
caratterizzazione molecolare e realizzazione di scaffolds tubolarizzati che consentano il
trapianto one-step di colture di cellule staminali uretrali (12 mesi);
(ii) RI1. implementazione della process validation, dei batch record e del materiale
documentale secondo le normative GMP che regolano le sperimentazioni cliniche (6 mesi);
(iii) RI2. selezione dei pazienti idonei alla sperimentazione clinica, definizione dei protocolli
clinici e completamento dell’iter autorizzativo alla sperimentazione stessa (12 mesi);
(iv) RI3. implementazione di sperimentazioni cliniche di fase I/II del prodotto bio-
ingegnerizzato (6 mesi).
TOTALE: 36 mesi)
3. OR CMR/CIDSTEM 2: SPERIMENTAZIONI CLINICHE DI TERAPIA
CELLULARE BASATE SU COLTURE DI CELLULE STAMINALI BUCCALI
Implementazione di sperimentazioni cliniche fase I/II di colture autologhe di cellule staminali
della mucosa del cavo orale mirate alla ricostruzione della superficie oculare e al recupero
della capacità visiva in pazienti con distruzione bilaterale completa dell’epitelio limbo-corneale.
Attività previste:
(i) SS1. completamento della definizione delle condizioni di coltura necessarie per
l’identificazione e il mantenimento delle cellule staminali epiteliali della mucosa del cavo orale,
completamento della loro caratterizzazione molecolare e realizzazione di lembi di epitelio
coltivati su fibrina adatti al trapianto sulla superficie oculare (8 mesi);
(ii) RI1. implementazione della process validation , dei batch record e del materiale
documentale secondo le normative GMP che regolano le sperimentazioni cliniche (6 mesi);
(iii) RI2. selezione dei pazienti idonei alla sperimentazione clinica, definizione dei protocolli
clinici e completamento dell’iter autorizzativo alla sperimentazione stessa (12 mesi);
(iv) RI3. implementazione di sperimentazioni cliniche di fase I/II del prodotto bio-
ingegnerizzato (10 mesi).
TOTALE: 36 mesi
4. OR CMR/CIDSTEM 3: SPERIMENTAZIONI CLINICHE DI TERAPIA
GENICA MEDIANTE COLTURE DI CELLULE STAMINALI EPIDERMICHE
GENETICAMENTE MODIFICATE
Implementazione di sperimentazioni cliniche di fase I/II di colture di cellule staminali
epidermiche geneticamente modificate per la terapia cellulare e genica dell’Epidermolisi
Bollosa Giunzionale e Distrofica.
Attività previste:
(i) SS1. sviluppo di vettori gamma-retrovirali self-inactivated (SIN) di nuova generazione, in cui
l’espressione dei cDNA (codon-optimized) di LAMB3, COL17A1 e COL7 è regolata dal
promotore tessuto-specifico K14 (3 mesi);
(ii) SS2. studi preclinici per valutare la correzione genetica e funzionale delle cellule staminali
epidermiche (15 mesi);
(iii) SS3. analisi del pattern di integrazione dei transgeni e sviluppo di innovative analisi di
genotossicità cellulare (8 mesi);
(iv) RI1. definizione protocolli clinici e implementazione di sperimentazioni cliniche di fase I/II
di colture di epidermide autologa preparate con cellule staminali epidermiche geneticamente
modificate (10 mesi).
TOTALE: 36 mesi
