La nostra ricerca

Il Laboratorio di Ricerca Biomedica della Fondazione Università Niccolò Cusano è impegnato nello studio dei meccanismi molecolari ed elettrofisiologici responsabili delle alterazioni morfologiche e/o funzionali alla base di diverse patologie cardiache.

I progetti di ricerca attualmente in corso sono rivolti allo studio delle canalopatie cardiache quali la sindrome del QT-lungo e la Sindrome di Brugada.

Per tali studi è stato ottimizzato un sistema sperimentale basato sull’utilizzo di cardiomiociti paziente-specifici ottenuti da induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs), e l’analisi di parametri elettrofisiologici in tali cellule attraverso una strumentazione ad alto rendimento, ovvero il Multy Electrode Array (MEA).

Per ottenere cardiomiociti con le stesse caratteristiche genetiche ed elettrofisiologiche del paziente d’interesse si utilizza la tecnica della riprogrammazione delle cellule somatiche che permette di ottenere cellule pluripotenti capaci di differenziarsi in diversi tipi cellulari, tra cui in cardiomiociti umani con attività contrattile spontanea.

I cardiomiociti derivanti da iPSC rappresentano il modello di partenza per eseguire studi molecolari e elettrofisiologici volti alla comprensione della patologia cardiaca di interesse, o alla sensibilità di un determinato paziente ad uno specifico trattamento.

Nello specifico il sistema sperimentale prevede:

  • la riprogrammazione di cellule nucleate del sangue (PBMC) del paziente d’interesse in iPSC;
  • il differenziamento delle iPSC in cardiomiociti;
  • la caratterizzazione molecolare e cellulare dei modelli ottenuti (iPSC e cardiomiociti)attraverso l’utilizzo di tecniche di immunofluorescenza (microscopia a fluorescenza e confocale, Nikon) e di sequenziamento genico (Ion Torrent PGM, Life Technology);
  • caratterizzazione ed isolamento di popolazioni cellulari pure mediante analisi citofluorimetrica e cell sorting (FACS cell sorter, Beckton Dickinson);
  • analisi della vitalità cellulare dei cardiomiociti mediante analisi citofluorimetrica (FACS cell sorter, Beckton Dickinson) e confocale (microscopia confocale, Nikon);
  • l’analisi di parametri elettrofisiologici su piattaforme high throughput (MaestroPro, Multielectrode Array, Axion) per valutare l’effetto di composti/farmaci su:

– frequenza e regolarità di battito
– durata del potenziale d’azione
– ampiezza della fase di depolarizzazione
– induzione di depolarizzazioni precoci
– velocità di conduzione cardiaca

Questo approccio sperimentale può essere applicato a diverse tipologie di progetti scientifici:

  • test farmacologici di cardiotossicità;
  • studio di cardiomiociti di pazienti affetti da specifiche mutazioni genetiche con finalità diagnostiche e terapeutiche;
  • test di sensibilità elettrofisiologica paziente specifico a diversi trattamenti (ormonale, stress ipossico etc.);
  • creazione di una banca di cellule pluripotenti paziente-specifiche per collaborazioni con case farmaceutiche.