Ingegnerizzazione di assiemi tendinei per sondare la diafonia cellulare nella malattia e nella riparazione

I tendini facilitano il movimento trasmettendo forze dal muscolo all'osso. Sebbene le lesioni tendinee siano comuni, queste sono piuttosto difficili da trattare e l'esito per i pazienti è spesso scarso. Attualmente, tutti i trattamenti delle lesioni tendinee comportano una sorta di fisioterapia, e questo riflette il fatto che le forze meccaniche svolgono un ruolo centrale nella biologia dei tendini.

Non esistono modelli sperimentali validi per lo studio del danno e della riparazione dei tendini, quindi il mio laboratorio sta sviluppando attivamente nuovi modelli in grado di catturare meglio importanti caratteristiche della fisiologia e della fisiopatologia tendinea. In studi precedenti, abbiamo potuto dimostrare che il nucleo tendineo, che rappresenta la parte portante del tendine, ha di per sé una capacità di riparazione molto limitata. In combinazione con altre ricerche nel campo, abbiamo ipotizzato che un nucleo danneggiato recluterebbe cellule dal compartimento tendineo estrinseco per aiutarlo a guarire.

Il sistema di modelli tendinei ingegnerizzati in tessuto può fornire un ambiente 3D caricabile, ma non corrisponde alle complessità di una matrice esocellulare in vivo. I sistemi modello di espianto lo fanno, ma sono spesso difficili da mantenere in vita e caricati meccanicamente per periodi di tempo più lunghi o mancano del compartimento estrinseco che è centrale per i processi di riparazione. Il nostro esclusivo sistema di modelli combina i vantaggi degli espianti di nuclei derivati dai tendini della coda marina con quelli dei sistemi di base in idrogel 3D.

Fornisce una matrice di nucleo caricabile, simile a quella in vivo, insieme a un compartimento estrinseco artificiale. La sua composizione può essere regolata in base all'ipotesi di ricerca e alla barriera biomimetica cross-compartimentale tra i due. I nostri assembloidi di espianto di idrogel ibrido sono in una posizione privilegiata per studiare la biologia del nucleo del tendine, le interazioni della funzione della struttura della matrice e le interazioni intercompartimentali tra specifiche popolazioni cellulari in un microambiente finemente sintonizzabile.

Le scoperte degli studi condotti con questo sistema guideranno la ricerca in vivo e lo sviluppo del trattamento.