Il professore del RIT riceve una borsa di studio per la ricerca su nuovi approcci terapeutici per la sclerodermia

Il professore del RIT riceve una borsa di studio per la ricerca su nuovi approcci terapeutici per la sclerodermia

Una maggiore quantità di collagene nel corpo umano non è sempre una buona cosa e Karin Wuertz-Kozak studia come le malattie progrediscono a causa dell'aumento di questa importante proteina.

Wuertz-Kozak ha recentemente ricevuto più di 400.000 dollari dal Congressional Directed Medical Research Program (CDMRP) per studiare nuovi approcci terapeutici per la sclerodermia, una malattia autoimmune cronica che comporta la sovrapproduzione di collagene, nota anche come fibrosi.

Il collagene è una delle proteine ​​della matrice più importanti del tuo corpo. E sebbene la perdita di collagene sia stata collegata a numerose malattie, la sovrapproduzione di collagene ha anche effetti negativi, come quelli osservati nella sclerodermia”.

Karin Wuertz-Kozak, professoressa dotata di Kate Gleason, dipartimento di ingegneria biomedica, Rochester Institute of Technology

Il CDMRP è un'iniziativa di finanziamento del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per trasformare l'assistenza sanitaria e promuovere nuove alternative terapeutiche. Wuertz-Kozak è il primo membro della facoltà del RIT ad essere finanziato attraverso questa iniziativa e lavorerà con Benjamin Korman, medico e assistente professore di allergia/immunologia e reumatologia presso il Medical Center dell'Università di Rochester, per sviluppare nuovi modelli di test e opzioni di trattamento.

La sclerodermia non è facile da diagnosticare e ad oggi esistono trattamenti limitati per questa malattia progressiva, che provoca un indurimento e un restringimento della pelle e una limitazione dei movimenti. Può colpire anche altri organi come i polmoni, dove fibrosi e cicatrici inibiscono la respirazione.

Wuertz-Kozak e il suo team svilupperanno modelli di pelle 3D che possono essere utilizzati per simulare e valutare l’insorgenza, la progressione e il trattamento di una malattia fibrotica utilizzando una tecnologia all’avanguardia chiamata elettrospinning. Questo processo prevede l’applicazione di un’alta tensione a una soluzione polimerica, creando minuscole fibre su scala nanometrica. Il materiale accumulato su una piastra collettrice collegata a terra assomiglia alle fibre di collagene naturale.

"Variando questo processo e i polimeri scelti, è possibile creare costrutti di nanofibre che simulano diversi tipi di tessuto", ha affermato. "Abbiamo iniziato questo per avere un sistema di test cutaneo ad alta produttività più conveniente e controllabile che possa essere utilizzato come alternativa alla sperimentazione sugli animali. Per il nostro modello di pelle, combiniamo l'elettrofilatura classica con l'elettrofilatura criogenica per creare costrutti di tessuto a doppio strato che simulano la struttura densa dell'epidermide e la struttura più soffice del derma."

Il progetto complessivo presenta diversi aspetti. Il primo prevede lo sviluppo di un modello di pelle fibrotica utilizzando questa tecnica a doppio strato. Per indurre la sovrapproduzione di collagene, le cellule della pelle seminate in questi veicoli richiedono stimoli aggiuntivi, come il trattamento con il fattore di crescita TGF-beta e l'esposizione al siero di pazienti con sclerodermia, ha spiegato.

Nella seconda parte del progetto diventa chiara la formazione di Würtz-Kozak come farmacista. Prima di arrivare al RIT, ha studiato farmacologia e ha una vasta esperienza nella ricerca ortopedica e nella biomeccanica. Questa esperienza è essenziale poiché esamina se la sovrapproduzione di collagene in questo modello – e, in definitiva, nei pazienti – può essere invertita o arrestata attraverso approcci farmacologici.

"I primi risultati sembrano molto promettenti", ha affermato Wuertz-Kozak, che studia i canali ionici nella salute e nella malattia da più di cinque anni.

Il progetto interdisciplinare ha una durata di tre anni. Il primo lavoro è stato condotto da Andrea De Pieri, che è entrato a far parte del Laboratorio di rigenerazione tissutale e meccanobiologia di Wuertz-Kozak nel 2020 come ricercatore post-dottorato. È originario dell'Italia e ha conseguito il dottorato. In Irlanda. Patricia Alvaro Llopis dalla Spagna si è recentemente unita al team.

Wuertz-Kozak è lei stessa una scienziata internazionale. Originaria della Germania, ha lavorato nel Vermont e in Svizzera prima di unirsi al Kate Gleason College of Engineering del RIT nel 2019. La sua esperienza risiede nella comprensione dei meccanismi cellulari e delle patologie sottostanti dell'infiammazione per nuove opzioni di trattamento, nonché nella rigenerazione dei tessuti e nel sollievo dal dolore. Ha raccolto quasi 2 milioni di dollari in finanziamenti organizzativi da quando è entrata a far parte del RIT ed è coinvolta in numerose collaborazioni di ricerca nazionali e internazionali.

"La nostra ricerca fornirà la base per una migliore comprensione dei meccanismi molecolari alla base dello sviluppo e della progressione della sclerodermia", ha affermato Wuertz-Kozak. “Questo potrebbe essere un modo per realizzare miglioramenti nella cura e nella qualità della vita delle persone affette da cambiamenti cutanei indotti dalla sclerodermia”.

Fonte:

Istituto di tecnologia di Rochester

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