Biomimetic Scaffold with Aligned Microporosity Designed for Dentin Regeneration

Tooth loss is a common result of a variety of oral diseases due to physiological causes, trauma, genetic disorders, and aging and can lead to physical and mental suffering that markedly lowers the individual’s quality of life. Tooth is a complex organ that is composed of mineralized tissues and soft connective tissues. Dentin is the most voluminous tissue of the tooth and its formation (dentinogenesis) is a highly regulated process displaying several similarities with osteogenesis. In this study, gelatin, thermally denatured collagen, was used as a promising low-cost material to develop scaffolds for hard tissue engineering. We synthetized dentin-like scaffolds using gelatin biomineralized with magnesium-doped hydroxyapatite and blended it with alginate. With a controlled freeze-drying process and alginate cross-linking, it is possible to obtain scaffolds with microscopic aligned channels suitable for tissue engineering. 3D cell culture with mesenchymal stem cells showed the promising properties of the new scaffolds for tooth regeneration. In detail, the chemical–physical features of the scaffolds, mimicking those of natural tissue, facilitate the cell adhesion, and the porosity is suitable for long-term cell colonization and fine cell–material interactions.

Applicazione di un protocollo di screening differenziale nel sistema Vitis vinifera per l’identificazione di peptidi con attività antimicrobica

Le piante e gli animali presentano elementi comuni nel loro sistema di difesa contro gli agenti patogeni, come la sintesi diretta di enzimi idrolitici (chitinasi, glucanasi, proteinasi e ossidasi) e di peptidi antimicrobici (AMPs). Gli AMPs sono peptidi ampiamente espressi negli organismi animali (vertebrati e invertebrati) e nelle piante. Possono essere espressi costitutivamente o rapidamente indotti inseguito ad uno stimolo biotico, a differenti livelli cellulari, per interagire direttamente con l’agente infettante e/o per modulare la risposta immunitaria contro i patogeni. Tali peptidi sono oggi classificati in relazione alle loro caratteristiche biochimiche (carica netta) e/ o alle loro caratteristiche strutturali (composizione amminoacidica, struttura lineare o circolare). In base a queste caratteristiche le molecole possono essere distinte nei seguenti gruppi: 1) peptidi lineari ad alfa elica; 2) peptidi ciclici con β-sheets e due o più ponti disolfuro; 3) peptidi con alfa elica e β-sheets stabilizzati da ponti disolfuro; 4) peptidi con hairpin o loop stabilizzati da ponti disolfuro; 5) peptidi lineari con residui aminoacidici ripetuti, come prolina, glicina, triptofano o istidina; 6) piccoli peptidi con struttura avvolta o con una struttura secondaria non definita. Nonostante la loro diversità strutturale, i peptidi antimicrobici presentano la caratteristica comune di inibire la crescita di un largo spettro di microbi, quali Gram-positivi, Gram-negativi, funghi e in alcuni casi anche virus, tanto da far coniare il termine di “antibiotici naturali”. Negli ultimi anni è notevolmente incrementato l’interesse verso tali peptidi dal momento che dati scientifici hanno mostrato che questi non inducono lo sviluppo di meccanismi di resistenza nei microrganismi patogeni. Gli AMPs quindi potrebbero costituire una valida alternativa non solo in ambito sanitario, per la sostituzione di antibiotici di sintesi chimica e di origine microbiologica, ma potrebbero avere un importante utilizzo in campo industriale e nello sviluppo di nuovi sistemi di conservazione degli alimenti al fine di incrementare la loro “shelf-life”.