Ruolo del fattore di trascrizione Prep1 nella regolazione delle Cellule Staminali Mesenchimali (MSCs)

Le Cellule Staminali Mesenchimali (MSCs) sono cellule clonogeniche multipotenti in grado di dare origine, in vivo ed in vitro, a cellule di diversi tessuti mesenchimali come, ad esempio, quello osseo, cartilagineo ed adiposo. Queste cellule sono state identificate prevalentemente nel midollo osseo ma sono virtualmente presenti in tutti i tessuti embrionali ed adulti. Le MSCs e le cellule differenziate che ne derivano, in particolare osteoblasti ed adipociti, sono parte della nicchia in cui risiedono le cellule staminali ematopoietiche (HSCs), regolandone le funzioni. Inoltre, le MSCs sono in grado di secernere in vivo un ampio spettro di macromolecole bioattive che hanno funzioni immunoregolatorie o che permettono di stabilire un microambiente rigenerativo laddove avvenga un danno tissutale. Per la loro facile accessibilità e per le loro proprietà biologiche, le MSCs hanno destato un particolare interesse nell’ambito della medicina rigenerativa. Tuttavia, il loro impiego ottimale in clinica richiede un’approfondita conoscenza dei meccanismi molecolari che ne regolano l’espansione e la differenziazione. Tali meccanismi non sono ancora completamente noti, soprattutto per ciò che riguarda le prime fasi del processo differenziativo. Un possibile candidato alla regolazione delle MSCs è l’omeogene Prep1 (Pbx-regulating protein-1), che si sa essere essenziale per il normale sviluppo del sistema ematopoietico. Prep1 è un fattore di trascrizione della famiglia di proteine contenenti un omeodominio chiamata TALE (Three Aminoacidic Loop Extension). I membri di questa famiglia sono tutti codificati da omeogeni fondamentali nello sviluppo embrionale e nella differenziazione di diversi tessuti adulti. Infatti, queste proteine risultano essenziali sia per la loro funzione di attivatori trascrizionali sia per la loro capacità di attivare la trascrizione dei geni Hox ed interagire con essi come cofattori, andando a determinare lo sviluppo embrionale e l’organogenesi. Data l’importante interazione tra MSCs ed HSCs e dato che diversi tipi di cellule staminali sono controllate da meccanismi molecolari comuni, il mio lavoro di tesi è stato diretto ad indagare se Prep1 sia coinvolto anche nella regolazione delle MSCs. In particolare, abbiamo analizzato l’azione di Prep1 nel commitment verso i lineages adipogenico ed osteogenico, i cui processi differenziativi sono stati recentemente individuati come mutualmente esclusivi. A tal proposito, MSCs murine ed umane, derivate dal midollo osseo, sono state messe in coltura ed analizzate sia nello stato indifferenziato sia dopo induzione verso i due lineages. È stato valutato il profilo di espressione di Prep1 sia a livello trascrizionale, tramite qPCR, che proteico, tramite Western Blot. I risultati hanno indicato che l’mRNA di Prep1 è espresso a livelli pressoché costanti sia nelle MSCs indifferenziate sia durante la loro differenziazione adipogenica ed ostegenica. Invece, la sua espressione proteica diminuisce significativamente durante la differenziazione adipogenica e, al contrario, aumenta durante quella osteogenica, suggerendo che anche nelle MSCs Prep1 sia soggetto a meccanismi di regolazione post-trascrizionale, come avviene anche in altri tessuti. Poiché gli studi d’espressione hanno suggerito un possibile coinvolgimento dell’attività di Prep1 nella regolazione delle MSCs, abbiamo analizzato l’effetto della sua down-regolazione in vivo tramite l’utilizzo di topi transgenici ipomorfi per Prep1, che esprimono livelli più bassi della proteina, dal 2 al 10% rispetto alla controparte wild type. I dati ottenuti in vitro non hanno evidenziato differenze significative tra MSCs indifferenziate derivate da topi ipomorfi e wild type. Al contrario, le cellule ipomorfe hanno mostrato un’efficienza di differenziazione in senso adipogenico significativamente più elevata rispetto alle cellule di controllo. L’insieme dei risultati ottenuti durante questo lavoro di tesi indica che Prep1 è coinvolto nella regolazione delle MSCs, suggerendo che svolga un ruolo di rilievo nell’adipogenesi

A Prototype System for Time-Lapse Electrical Resistivity Tomographies

A prototype system for time-lapse acquisition of 2D electrical resistivity tomography (ERT) and time domain reflectometry (TDR) measurements was installed in a test site affected by a landslide in Basilicata region (southern Italy). The aim of the system is to monitor in real-time the rainwater infiltration into the soil and obtain information about the variation of the water content in the first layers of the subsoil and the possible influence of this variation on landslide activity. A rain gauge placed in the test site gives information on the rainfall intensity and frequency and suggests the acquisition time interval. The installed system and the preliminary results are presented in this paper

A preliminary study on a novel bioaugmentation technique enhancing lactic acid production by mixed cultures fermentation

The paper is a preliminary study on the selection of lactic acid producing microorganisms from a mixed microbial population via bioaugmentation. The bioaugmentation technique is based on pH sudden variations occurring in sequential batch steps of a dark fermentation process applied to simple substrates. Different conditions are tested and compared. The structure of microbial communities and concentrations of metabolic intermediates are analyzed to study the possible substrate conversion routes. Obtained results indicate that the initial mixed culture produced a lactic acid percentage of 5% in terms of CODLA/CODPRODUCTS. In the most favourable conditions, the selected culture produced a lactic acid percentage of 59%. The analysis of the composition of microbial communities before and after the bioaugmentation processes, indicates that lactic acid production mainly results from the population change to bacteria belonging to the genus Bacillus. Indeed, the relative abundance of Bacilli increased from 0.67%, to 8.40% during the bioaugmentation cycle

A cross-sectional study evaluating hospitalization rates for chronic limb-threatening ischemia during the COVID-19 outbreak in Campania, Italy

The expansion of coronavirus disease 2019 (COVID-19) prompted measures of disease containment by the Italian government with a national lockdown on March 9, 2020. The purpose of this study is to evaluate the rate of hospitalization and mode of in-hospital treatment of patients with chronic limb-threatening ischemia (CLTI) before and during lockdown in the Campania region of Italy. The study population includes all patients with CLTI hospitalized in Campania over a 10-week period: 5 weeks before and 5 weeks during lockdown (n = 453). Patients were treated medically and/or underwent urgent revascularization and/or major amputation of the lower extremities. Mean age was 69.2 +/- 10.6 years and 27.6% of the patients were women. During hospitalization, 21.9% of patients were treated medically, 78.1% underwent revascularization, and 17.4% required amputations. In the weeks during the lockdown, a reduced rate of hospitalization for CLTI was observed compared with the weeks before lockdown (25 vs 74/100,000 inhabitants/year; incidence rate ratio: 0.34, 95% CI 0.32-0.37). This effect persisted to the end of the study period. An increased amputation rate in the weeks during lockdown was observed (29.3% vs 13.4%; p < 0.001). This study reports a reduced rate of CLTI-related hospitalization and an increased in-hospital amputation rate during lockdown in Campania. Ensuring appropriate treatment for patients with CLTI should be prioritized, even during disease containment measures due to the COVID-19 pandemic or other similar conditions

How the First Year of the COVID-19 Pandemic Impacted Patients’ Hospital Admission and Care in the Vascular Surgery Divisions of the Southern Regions of the Italian Peninsula

Background: To investigate the effects of the COVID-19 lockdowns on the vasculopathic population. Methods: The Divisions of Vascular Surgery of the southern Italian peninsula joined this multicenter retrospective study. Each received a 13-point questionnaire investigating the hospitalization rate of vascular patients in the first 11 months of the COVID-19 pandemic and in the preceding 11 months. Results: 27 out of 29 Centers were enrolled. April-December 2020 (7092 patients) vs. 2019 (9161 patients): post-EVAR surveillance, hospitalization for Rutherford category 3 peripheral arterial disease, and asymptomatic carotid stenosis revascularization significantly decreased (1484 (16.2%) vs. 1014 (14.3%), p = 0.0009; 1401 (15.29%) vs. 959 (13.52%), p = 0.0006; and 1558 (17.01%) vs. 934 (13.17%), p < 0.0001, respectively), while admissions for revascularization or major amputations for chronic limb-threatening ischemia and urgent revascularization for symptomatic carotid stenosis significantly increased (1204 (16.98%) vs. 1245 (13.59%), p < 0.0001; 355 (5.01%) vs. 358 (3.91%), p = 0.0007; and 153 (2.16%) vs. 140 (1.53%), p = 0.0009, respectively). Conclusions: The suspension of elective procedures during the COVID-19 pandemic caused a significant reduction in post-EVAR surveillance, and in the hospitalization of asymptomatic carotid stenosis revascularization and Rutherford 3 peripheral arterial disease. Consequentially, we observed a significant increase in admissions for urgent revascularization for symptomatic carotid stenosis, as well as for revascularization or major amputations for chronic limb-threatening ischemia