• ApoA-IM
• Caco-2
• Differenziamento
• Intestine on chip
• IVTech

Questa tesi fa parte di un progetto di ricerca incentrato sullo sviluppo di un nuovo sistema di produzione e somministrazione dell’Apolipoproteina A-I Milano (ApoA-IM), ovvero una variante allelica del gene APOA1 che codifica per una proteina con spiccate proprietà anti-aterosclerotiche e antinfiammatorie. Tuttavia, l'uso terapeutico di questa proteina non è stato ancora pienamente sfruttato, a causa della bassa efficienza di purificazione di queste proteine. Il nostro gruppo ha sviluppato riso geneticamente modificato che esprime nei suoi semi ApoAI-M (riso-APO), senza necessità di purificazione, consentendone così, come già dimostrato in vitro ed in vivo, una somministrazione orale sicura ed efficiente. Punto focale di questa tesi riguarda lo sviluppo di un modello di barriera intestinale attraverso una piattaforma “intestine-on-chip” innovativa che imita le condizioni fisiologiche dell’intestino umano, al fine di poter valutare l’assorbimento intestinale di ApoA-IM simulandone la somministrazione orale. Questa piattaforma (LiveBox di IVTech) permette di valutare l’assorbimento di molecole in condizioni dinamiche, simulando flussi, trasporti e barriere biologiche. Questo sistema rappresenta un interessante progresso rispetto ai sistemi di coltura e trattamento cellulare statici, consentendo di eseguire anche studi di assorbimento predittivi di condizioni in vivo. In questo studio è stata utilizzata la linea cellulare Caco-2, la quale rappresenta il modello di barriera intestinale per eccellenza grazie alla capacità di differenziarsi spontaneamente in un monostrato di cellule con proprietà tipiche degli enterociti presenti nell’intestino umano.

This thesis is part of a research project focused on the development of a new system for the synthesis and delivery of Apolipoprotein A-I Milan (ApoA-IM), an allelic variant of the APOA1 gene that encodes for a protein with strong anti-atherosclerotic and anti-inflammatory properties. However, the therapeutic use of these lipoproteins has not yet been fully exploited, due to their low purification efficiency. Our group has previously developed genetically modified rice that expresses ApoAI-M (APO-rice) in its seeds thus enabling its safe and efficient oral administration, without any need for purification, as already reported by us in vitro and in vivo. The focal point of this thesis is the development of an intestinal barrier model by means of an innovative “intestine-on-chip” platform that mimics the physiological conditions of the human intestine, in order to be able to assess the intestinal absorption of ApoA-IM by simulating its oral administration. This platform (LiveBox di IVTch) allow the evaluation of molecule uptake under dynamic conditions, simulating flow, transport and biological barriers. This system represents an interesting advancement over static cell culture and processing systems, allowing for uptake studies predictive of in vivo conditions. This study used the Caco-2 cell line, which represents the best intestinal barrier model due to its ability to spontaneously differentiate into a monolayer of cells with typical properties of enterocytes in the human intestine.