Realizzazione di un modello tridimensionale in vitro del circuito cortico-striatotalamo per lo studio delle dinamiche funzionali associate alla memoria
Obiettivo dell'attività di ricerca
Realizzare un modello tridimensionale (3D) del circuito cortico-striato-talamo (CST) su chip, in grado di riprodurre in vitro le dinamiche funzionali associate alla memoria e alla plasticità sinaptica. Il sistema costituirà una piattaforma sperimentale avanzata per lo studio di patologie neurologiche e per lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici.
Problema affrontato
I modelli in vitro bidimensionali oggi disponibili non riescono a riprodurre fedelmente la complessità spaziale e la connettività direzionale dei circuiti cerebrali reali. Gli organoidi cerebrali, pur offrendo una maggiore complessità morfologica, risultano poco riproducibili e difficili da analizzare. Il progetto CST-3D propone una soluzione intermedia e innovativa: un modello tridimensionale controllato e compatibile con tecniche di registrazione elettrofisiologica, che consente lo studio quantitativo e riproducibile delle dinamiche di rete neuronale.
Vantaggi
• Riproduzione realistica della connettività e dell’organizzazione spaziale del circuito cortico-striato-talamo.
• Compatibilità con registrazioni elettrofisiologiche croniche e imaging funzionale.
• Standardizzazione e alta riproducibilità dei risultati sperimentali.
• Possibilità di integrazione con cellule umane (iPSC) per studi personalizzati.
• Potenziale applicazione per screening farmacologico e test di tossicità neurale ad alta predittività.
Settori di applicazione
1. Ricerca neuroscientifica di base e traslazionale
2. Studio delle patologie neurodegenerative e psichiatriche
3. Farmacologia preclinica e screening di nuove molecole
4. Medicina di precisione e modelli paziente-specifici
5. Ingegneria tissutale e biofabbricazione
Utenti finali
Centri di ricerca in neuroscienze, industrie farmaceutiche e biotech, laboratori di bioingegneria, enti di ricerca pubblici e privati, ospedali e IRCCS impegnati nello studio dei disturbi neurodegenerativi e psichiatrici.
Risultato finale dell'attività di ricerca
• Prototipo di piattaforma ingegnerizzata CST-3D compatibile con sistemi MEA (Micro-Electrode Array).
• Protocollo di coltura tri-compartimentale adattato all’ambiente 3D.
• Dataset funzionali e documentazione tecnica per analisi della connettività e della plasticità neuronale.
Applicazioni note / demo / casi di studio / referenze
Brofiga et al., Biosensors and Bioelectronics, 2025 – validazione del modello 2D CST su MEA (progetto Mnesys).
Valorizzazioni possibili
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Immagini/scheda tecnica
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Responsabili Scientifici
Martina Brofiga (DIBRIS)
Contatti
Download PDF
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Mnesys è una grande rete collaborativa di ricerca sulle Neuroscienze e la Neurofarmacologia, concepita dall’Università degli Studi di Genova e partecipata da 25 partner pubblici e privati che vede impegnati oltre 500 ricercatori. L’università di Genova in qualità di Spoke Leader della tematica 6 ne coordina le singole attività di ricerca ma, attraverso i suoi ricercatori, è coinvolta in numerosi altri “rami di ricerca”.
Il Settore valorizzazione della ricerca, trasferimento tecnologico e rapporti con le imprese è a disposizione di qualsiasi stakeholder per discutere eventuali collaborazioni:
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