Ureteral stenosis is a particularly dangerous condition due to the risk of kidney dysfunction caused by urine retention in the renal pelvis. Current treatments in clinical practice present various limitations and do not allow for full recovery of the ureter's function. In this context, tissue engineering represents a promising alternative, enabling the reconstruction of the ureter using tissue derived from pigs. Currently, decellularization procedures, which remove cellular and nuclear content from biological tissue, are opening up interesting prospects for creating engineered constructs aimed at replacing damaged or diseased tissues/organs. In this study, different decellularization protocols for the ureter were tested, based on the combination of two detergents: Tergitol and sodium cholate. Histological and semi-quantitative analyses performed on the decellularized samples showed an almost optimal removal of cellular content, while preserving the structure of the ureter. Mechanical tests on the decellularized tissues also demonstrated the preservation of the extracellular matrix in the ureters. The preliminary results are promising; however, the protocol requires further optimization to reduce the impact of biological variability and improve the effectiveness of DNA removal. Additionally, further studies on the sterilization and cytocompatibility of the decellularized ureters are essential before considering potential translation to animal models and eventually humans.

La stenosi dell’uretere è una patologia particolarmente pericolosa a causa del rischio di interruzione del funzionamento dei reni indotto dal ristagno di urina a livello della pelvi renale. Gli attuali trattamenti adottati nella pratica clinica presentano varie limitazioni e non consentono un recupero completo della funzionalità del condotto. In questo scenario, un’alternativa è rappresentata dall’ingegneria tissutale che consentirebbe di ingegnerizzare l’uretere a partire dal tessuto di origine porcina. Attualmente, le procedure di decellularizzazione, che permettono di rimuovere il contenuto cellulare e nucleare da un tessuto biologico, stanno aprendo prospettive interessanti per la creazione di costrutti ingegnerizzati destinati alla sostituzione di tessuti/organi danneggiati o malati. In questo studio sono stati testati diversi protocolli di decellularizzazione dell’uretere basati sulla combinazione di due detergenti: Tergitol e sodio colato. Le analisi istologiche e le analisi semiquantitative svolte sui campioni decellularizzati hanno permesso di evidenziare una pressoché ottimale rimozione del contenuto cellulare, a fronte di una buona conservazione della struttura del condotto. Sono state condotte anche prove meccaniche sui tessuti decellularizzati, che hanno evidenziato la conservazione della matrice extracellulare degli ureteri testati. I risultati preliminari appaiono promettenti, tuttavia il protocollo necessita di ulteriori ottimizzazioni per ridurre l'impatto della variabilità biologica del campione e migliorare l'efficacia nella rimozione del DNA. Inoltre, sono indispensabili ulteriori studi sulla sterilizzazione e sulla citocompatibilità degli ureteri decellularizzati prima di poter una eventuale traslazione sul modello animale e poi sull’uomo.

Identificazione di un nuovo protocollo di decellularizzazione di uretere suino

BOZZATO, MIRCO
2023/2024

Abstract

Ureteral stenosis is a particularly dangerous condition due to the risk of kidney dysfunction caused by urine retention in the renal pelvis. Current treatments in clinical practice present various limitations and do not allow for full recovery of the ureter's function. In this context, tissue engineering represents a promising alternative, enabling the reconstruction of the ureter using tissue derived from pigs. Currently, decellularization procedures, which remove cellular and nuclear content from biological tissue, are opening up interesting prospects for creating engineered constructs aimed at replacing damaged or diseased tissues/organs. In this study, different decellularization protocols for the ureter were tested, based on the combination of two detergents: Tergitol and sodium cholate. Histological and semi-quantitative analyses performed on the decellularized samples showed an almost optimal removal of cellular content, while preserving the structure of the ureter. Mechanical tests on the decellularized tissues also demonstrated the preservation of the extracellular matrix in the ureters. The preliminary results are promising; however, the protocol requires further optimization to reduce the impact of biological variability and improve the effectiveness of DNA removal. Additionally, further studies on the sterilization and cytocompatibility of the decellularized ureters are essential before considering potential translation to animal models and eventually humans.
2023
Identification of a New Decellularization Protocol for Porcine Ureter
La stenosi dell’uretere è una patologia particolarmente pericolosa a causa del rischio di interruzione del funzionamento dei reni indotto dal ristagno di urina a livello della pelvi renale. Gli attuali trattamenti adottati nella pratica clinica presentano varie limitazioni e non consentono un recupero completo della funzionalità del condotto. In questo scenario, un’alternativa è rappresentata dall’ingegneria tissutale che consentirebbe di ingegnerizzare l’uretere a partire dal tessuto di origine porcina. Attualmente, le procedure di decellularizzazione, che permettono di rimuovere il contenuto cellulare e nucleare da un tessuto biologico, stanno aprendo prospettive interessanti per la creazione di costrutti ingegnerizzati destinati alla sostituzione di tessuti/organi danneggiati o malati. In questo studio sono stati testati diversi protocolli di decellularizzazione dell’uretere basati sulla combinazione di due detergenti: Tergitol e sodio colato. Le analisi istologiche e le analisi semiquantitative svolte sui campioni decellularizzati hanno permesso di evidenziare una pressoché ottimale rimozione del contenuto cellulare, a fronte di una buona conservazione della struttura del condotto. Sono state condotte anche prove meccaniche sui tessuti decellularizzati, che hanno evidenziato la conservazione della matrice extracellulare degli ureteri testati. I risultati preliminari appaiono promettenti, tuttavia il protocollo necessita di ulteriori ottimizzazioni per ridurre l'impatto della variabilità biologica del campione e migliorare l'efficacia nella rimozione del DNA. Inoltre, sono indispensabili ulteriori studi sulla sterilizzazione e sulla citocompatibilità degli ureteri decellularizzati prima di poter una eventuale traslazione sul modello animale e poi sull’uomo.
Uretere
Decellularizzazione
Ingegneria tissutale
Istologie
Prove meccaniche
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