FIS-2023-00207 - Reversal of cardiac fibrosis and promotion of tissue regeneration through controlled SOFTENing of the extracellular matrix milieu - SOFTEN

SOFTEN è un progetto triennale ambizioso, multidisciplinare e innovativo, ispirato dall'evidenza che la rigenerazione cardiaca può verificarsi nei mammiferi neonatali o nei pesci (come, per esempio lo zebrafish). Questa capacità viene persa nei mammiferi adulti come gli esseri umani, rendendo l’insufficienza cardiaca uno dei principali problemi di salute pubblica e clinica del 21° secolo, con una prevalenza di oltre 23 milioni di casi in tutto il mondo. Prove recenti hanno fatto luce sul ruolo fondamentale svolto dalla composizione fisica della matrice extracellulare (ECM) nella rigenerazione cardiaca. Ciò ha portato all’ipotesi che, sebbene le cellule svolgano un ruolo importante nella riparazione del miocardio malato, per indurre la rigenerazione cardiaca potrebbe essere necessario alterare la composizione dell’ECM, e in particolare le sue proprietà meccaniche, come l’ammorbidimento della matrice stessa (comportamento plastico), analogamente a quanto accade nei pesci. Attualmente sono disponibili pochissime informazioni sul fatto che l’ammorbidimento dell’ECM possa, ad esempio, invertire la fibrosi cardiaca o indurre la rigenerazione cardiaca. Pertanto, sono urgentemente necessari materiali innovativi che imitino il corretto ambiente biofisico extracellulare per raggiungere progressi nella comprensione della biologia e della patologia cellulare. L’obiettivo generale di CARDIoSOFT è quello di sviluppare una serie di biomateriali mimanti la ECM cardiaca con comportamento di indebolimento (plastico) regolabile sotto forma di una rete di idrogel adatta per colture 2D e 3D, e utilizzarli per far avanzare le attuali conoscenze sul meccanosensing delle cellule cardiache.

SOFTEN is an ambitious, multidisciplinary and groundbreaking 3-year project inspired by the evidence that cardiac regeneration may occur in neonatal mammals or fishes (such as zebrafish). This ability is lost in adult mammals like humans, making heart failure a leading public and clinical health problem of the 21st century with a prevalence of more than 23 million worldwide. Recent evidence shed light on the pivotal role played by extracellular matrix (ECM) milieu in cardiac regeneration. This has led to the hypothesis that although cells play an important role in the repair of the diseased myocardium, inducing cardiac regeneration may require tampering with ECM composition, and especially its mechanical properties such matrix softening (plastic behavior), likewise what happen in fishes. Very little information whether softening of ECM may, for instance, reverse cardiac fibrosis or induce cardiac regeneration are currently available. Therefore, innovative materials that mimic the correct extracellular biophysical milieu are urgently needed to achieve breakthroughs in understanding cellular biology and pathology. The overall goal of CARDIoSOFT is to develop a series of cardiac ECM mimics with adjustable softening (plastic) behavior in the form of a hydrogel network suitable for 2D and 3D cultures, and use them to advance the current knowledge in cardiac cell mechanosensing.