• SCI
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• Cellule staminali
• crescita assonale
• nanoparticelle magnetiche
• colture cellulari
• neuroni
• stiramento assonale

La lesione del midollo spinale (SCI) è una patologia multifattoriale e può causare nei casi più gravi disabilità nei soggetti. La disabilità permanente è correlata al fallimento della rigenerazione degli assoni dei nervi periferici se il divario che si crea a seguito della lesione supera i 2 cm. Esistono diversi trattamenti in sperimentazione, ma uno di quelli maggiormente innovativi risulta essere il trapianto di cellule staminali nella sede della lesione allo scopo di ricostruire i circuiti lesionati. Tuttavia, uno dei limiti di questa tecnica, risulta essere il tempo necessario per il differenziamento in loco delle cellule staminali e la chiusura dei circuiti. . Studi condotti recentemente nel laboratorio in cui è stata condotto questo lavoro di tesi hanno dimostrato che forze meccaniche stimolano allungamento degli assoni, la ramificazione e la maturazione in neuroni ippocampali di topo,. Il protocollo utilizzato si basa sulla marcatura delle cellule con nanoparticelle magnetiche (MNP) allo scopo di magnetizzarle, e l’utilizzo di un gradiente di campo magnetico per generare un forza di trazione che stira i neuriti (stretching). Lo scopo di questa tesi è stato quello di utilizzare tale protocollo per comprendere se uno stimolo meccanico possa accelerare il processo di differenziamento e maturazione di un modello in vitro di cellule staminali neuroepiteliali umane. Per poter studiare gli effetti di questa tecnologia sulle cellule staminali, abbiamo messo appunto due diversi protocolli, che si differenziano per la durata dell’applicazione del campo magnetico esterno. Nel protocollo short term, a differenti time point, sono state aggiunte le MNP e dopo la loro internalizzazione è stato applicato un campo magnetico esterno per 48 ore. Per tutti i time point è stato valutato l’allungamento dei neuriti e, là dove l’effetto è risultato più marcato, ne è stato misurato anche il calibro e valutata l’ultrastruttura. Nel protocollo long term, invece, il giorno successivo all’applicazione delle MNP le cellule sono state sottoposte a un campo magnetico esterno per periodi di tempo più estesi e a diversi time point è stato analizzato non solo l’allungamento, ma anche il grado di maturazione cellulare, sia tramite lo studio dell’espressione di diversi marcatori di maturazione neuronale mediante immunostaining, che tramite lo studio di generazione di potenziali d’azione con esperimenti di elettrofisiologia. I risultati da noi ottenuti indicano che l’applicazione di forze meccaniche porta sia un aumento in termini di allungamento dei neuriti sia un’accelerazione della maturazione neuronale. Sebbene altri esperimenti siano necessari, questo approccio potrebbe essere un valido strumento per migliorare l’efficienza di attecchimento e differenziazione cellulare nel trapianto di cellule staminali per il trattamento di lesioni del midollo spinale