Eventi precoci nel processo di interazione tra Cellule Staminali Mesenchimali e Biomateriali polimerici (PSS e PEI Multilayers)

Il mantenimento del fenotipo cellulare è di fondamentale importanza in qualsiasi applicazione di ingegneria tissutale. La possibilità di valutare in vitro le risposte cellulari a condizioni che mimano l'ambiente in vivo, può fornire una più completa conoscenza del comportamento dei biomateriali impiantati. La realizzazione di multistrati di polielettroliti (PEMs) su materiali impiantabili è un'ottima strategia per realizzare condizioni che possano promuovere o prevenire l'adesione cellulare, o ancora più importante dirigerne e mantenerne il fenotipo. La versatilità dei PEMs fornisce la straordinaria possibilità di mimare il complesso ambiente extracellulare in vitro; variando le caratteristiche chimiche, meccaniche e topografiche è possibile promuovere l'adesione, la proliferazione, il differenziamento, la migrazione e l'espressione genica di praticamente tutti i tipi di cellule. La grande varietà dei tessuti biologici e i fenotipi cellulari ad essi associati, impone che la scelta delle caratteristiche dei PEMs sia la più idonea possibile al tipo cellulare utilizzato per la rigenerazione di uno specifico tessuto. Lo strato terminale di un multilayer di polielettroliti è un fattore determinante nella biocompatibilità di un materiale e deve essere attentamente considerato sulla base delle interazioni cellulari desiderate per una particolare applicazione. Lo studio si basa sulle interazioni tra cellule staminali mesenchimali umane e PEMs terminanti rispettivamente con Polistirensolfonato (PSS) e Polietilenimmina (PEI). I PEMs PSS-ended sembrano avere le caratteristiche migliori per dirigere l'adesione ed il mantenimento del fenotipo delle hMSCs, mostrando una buona biocompatibilià. Il PEMs PEI-ended induce significative modificazioni morfologiche ed un abbassamento dell'attività metabolica cellulare; tuttavia la forza di adesione cellulare a questa superficie è superiore rispetto a quella che si riscontra negli altri campioni. Nello sviluppo di nuovi biomateriali per applicazioni in ingegneria tissutale, il PSS si comporta come un buon substrato di crescita per le cellule mesenchimali, a differenza del PEI che ne compromette alcune funzioni biologiche; tuttavia potrebbe essere interessante modulare alcuni parametri nella struttura del PEMs PEI-ended o funzionalizzarlo con opportuni fattori che ne riducano l'effetto negativo sulle hMSCs, al fine di poter sfruttare il forte ancoraggio cellulare indotto da questa superficie.