Design, sviluppo e validazione di un sistema per valutare l'attività elettrica del sistema neuromuscolare enterico

Abstract

La pseudo-ostruzione intestinale cronica (CIPO) nei bambini rappresenta significative sfide nella gastroenterologia pediatrica a causa della sua disfunzione neuromuscolare irreversibile, che porta a una considerevole morbilità e mortalità. Il trattamento standard attuale, la nutrizione parenterale tramite la via venosa, offre un successo limitato, evidenziando la necessità di terapie alternative economicamente efficienti. Questa tesi propone di indagare sulla stimolazione elettrica dell'intestino come possibile soluzione per la CIPO miopatica (mCIPO) nei bambini, sfruttando l'elettroceutica, un approccio innovativo con meno effetti collaterali rispetto alle terapie convenzionali basate su farmaci. In particolare, questa tesi si propone di stabilire evidenze empiriche fondamentali attraverso esperimenti in vitro con cellule muscolari lisce umane. Gli obiettivi principali includono la costruzione di una configurazione sperimentale per testare la risposta delle cellule, la progettazione di strategie di stimolazione e la validazione dell'approccio sulle cellule dei pazienti affetti da mCIPO. Nonostante le sfide nella rilevazione del segnale e la variabilità tra le cellule dei pazienti, risultati promettenti dimostrano contrazioni comparabili indotte dalla stimolazione elettrica e chimica, suggerendo il potenziale delle terapie elettroceutiche. Queste scoperte gettano le basi per ulteriori ricerche sulle terapie elettroceutiche per mCIPO e disturbi della motilità gastrointestinale.

Chronic intestinal pseudo-obstruction (CIPO) in children, poses significant challenges in pediatric gastroenterology due to its irreversible neuromuscular dysfunction, resulting in considerable morbidity and mortality. The current standard treatment, parenteral nutrition via the venous route, offers limited success, highlighting the need for cost-effective alternative therapies. This thesis proposes investigating electrical stimulation of the intestine as a potential solution for myopathic CIPO (mCIPO) in children, leveraging electroceutics, a novel approach with fewer side effects than conventional drug-based therapies. In particular, this work thesis aims to establish foundational empirical evidence through in vitro experiments with human smooth muscle cells. Key objectives include building an experimental setup for testing cell responsiveness, designing stimulation strategies, and validating the approach on mCIPO patient cells. Despite challenges in signal detection and variability among patient cells, promising findings demonstrate comparable contractions induced by electrical and chemical stimulation, suggesting the potential of electroceutical interventions. These findings lay the groundwork for further research into electroceutical treatments for mCIPO and gastrointestinal motility disorders.