Direct simulation of hypertensive stress on endothelial cells: a streamlined model of in-vitro-hypertension

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Un Nuovo Modello In Vitro per lo Studio dell'Ipertensione

L'ipertensione rappresenta il principale fattore di rischio per le malattie cardiovascolari, rendendo necessarie approfondite ricerche di base condotte su modelli sperimentali. Tuttavia, l'efficacia di tali studi è spesso limitata dal divario significativo esistente tra le colture cellulari semplificate e la complessità dei modelli animali in vivo.

 

Il Progetto e la Tecnologia

Per colmare questo divario, è stato sviluppato un modello dinamico in vitro che utilizza:

Bioreattore avanzato: che permette di coltivare cellule di vario tipo. In questo lavoro sono state usate cellule endoteliali umane (HUVEC) sotto flussi regolabili.

Dispositivo Live-Pa: che consente di applicare una pressione intraluminale controllata direttamente sul monostrato cellulare.

Il dispositivo Live-Pa associato al trattamento con l'Angiotensina II (Ang II) riproduce le principali caratteristiche della condizione ipeertensiva (azione farmacologica e stimolo meccanico).

Questo modello ha permesso di distinguere l'effetto meccanico della pressione sanguigna (fornito da Live-Pa) dall'azione farmacologica dell'Ang II.

Risultati Principali

Lo studio ha analizzato diversi marcatori infiammatori correlati all’ipertensione (NF-kB, p38MAPK, IL-6/8, ET-1), rilevando che:

1. Angiotensina II: Attiva le pathway infiammatorie e aumenta la secrezione di mediatori infiammatori.

2. Pressione Meccanica (Live-Pa): Influenza autonomamente l'attivazione cellulare e la secrezione di citochine.

3. Effetto Sinergico: La combinazione di stimoli chimici e meccanici aumenta significativamente i parametri infiammatori rispetto ai singoli stimoli.

4. I risultati sono coerenti con quelli osservati nei vasi di ratti spontaneamente ipertesi rispetto al controllo negli studi in vivo pubblicati.

 

Conclusioni e Impatto Etico

Il modello riproduce con successo alcune caratteristiche della funzione vascolare ipertensiva,

rendendo i risultati in vitro più paragonabili a quelli ottenuti in vivo. Questo approccio permette di

osservare fenomeni complessi in modo più preciso rispetto ai classici modelli 2D senza flusso.

Questo sistema, in accordo con il principio delle 3R, potrebbe superare l’uso dell’animale in alcuni

passaggi sperimentali o quanto meno ridurre il numero di animali impiegati nella sperimentazione.

DOI: 
https://www.frontiersin.org/journals/physiology/articles/10.3389/fphys.2025.1724932/full