Graph-based analysis of brain resting-state fMRI data in nocturnal frontal lobe epileptic patients

Il lavoro che ho sviluppato presso l'unità di RM funzionale del Policlinico S.Orsola-Malpighi, DIBINEM, è incentrato sull'analisi dati di resting state - functional Magnetic Resonance Imaging (rs-fMRI) mediante l'utilizzo della graph theory, con lo scopo di valutare eventuali differenze in termini di connettività cerebrale funzionale tra un campione di pazienti affetti da Nocturnal Frontal Lobe Epilepsy (NFLE) ed uno di controlli sani. L'epilessia frontale notturna è una peculiare forma di epilessia caratterizzata da crisi che si verificano quasi esclusivamente durante il sonno notturno. Queste sono contraddistinte da comportamenti motori, prevalentemente distonici, spesso complessi, e talora a semiologia bizzarra. L'fMRI è una metodica di neuroimaging avanzata che permette di misurare indirettamente l'attività neuronale. Tutti i soggetti sono stati studiati in condizioni di resting-state, ossia di veglia rilassata. In particolare mi sono occupato di analizzare i dati fMRI con un approccio innovativo in campo clinico-neurologico, rappresentato dalla graph theory. I grafi sono definiti come strutture matematiche costituite da nodi e links, che trovano applicazione in molti campi di studio per la modellizzazione di strutture di diverso tipo. La costruzione di un grafo cerebrale per ogni partecipante allo studio ha rappresentato la parte centrale di questo lavoro. L'obiettivo è stato quello di definire le connessioni funzionali tra le diverse aree del cervello mediante l'utilizzo di un network. Il processo di modellizzazione ha permesso di valutare i grafi neurali mediante il calcolo di parametri topologici che ne caratterizzano struttura ed organizzazione. Le misure calcolate in questa analisi preliminare non hanno evidenziato differenze nelle proprietà globali tra i grafi dei pazienti e quelli dei controlli. Alterazioni locali sono state invece riscontrate nei pazienti, rispetto ai controlli, in aree della sostanza grigia profonda, del sistema limbico e delle regioni frontali, le quali rientrano tra quelle ipotizzate essere coinvolte nella fisiopatologia di questa peculiare forma di epilessia.

Sea organisms as a source of collagen-derived polymers for skin tissue engineering applications

Advanced therapies combating acute and chronic skin wounds are likely to be brought about using our knowledge of regenerative medicine coupled with appropriately tissue engineered skin substitutes. At the present time, there are no models of an artificial skin that completely replicate normal uninjured skin and they are usually accompanied by fibrotic reactions that result in the production of a scar. Natural biopolymers such as collagen have been a lot investigated as potential source of biomaterial for skin replacement in Tissue Engineering. Collagens are the most abundant high molecular weight proteins in both invertebrate and vertebrate organisms, including mammals, and possess mainly a structural role in connective tissues. From this, they have been elected as one of the key biological materials in tissue regeneration approaches, as skin tissue engineering. In addition, industry is constantly searching for new natural sources of collagen and upgraded methodologies for their production. The most common sources are skin and bone from bovine and porcine origin. However, these last carry high risk of bovine spongiform encephalopathy or transmissible spongiform encephalopathy and immunogenic responses. On the other hand, the increase of jellyfish has led us to consider this marine organism as potential collagen source for tissue engineering applications. In the present study, novel form of acid and pepsin soluble collagen were extracted from dried Rhopilema hispidum jellyfish species in an effort to obtain an alternative and safer collagen. We studied different methods of collagen purification (tissues and experimental procedures). The best collagen yield was obtained using pepsin extraction method (34.16 mg collagen/g of tissue). The isolated collagen was characterized by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and circular dichroism spectroscopy.