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Deciphering the role of biomechanics in chronic obstructive pulmonary disease

Descrizione del progetto

Valutare i cambiamenti meccanici che influiscono sulla broncopneumopatia cronica ostruttiva

La broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) è una malattia polmonare cronica causata da inquinamento atmosferico, enfisema e bronchite cronica, ed è la quarta causa di morte a livello mondiale. La malattia si presenta con distruzione alveolare e fiato corto a causa dell’ostruzione e delle fibrosi delle vie aeree. Studi recenti suggeriscono che i cambiamenti di tipo meccanico hanno un ruolo attivo nel provocare la BPCO. Il progetto MecCOPD, finanziato dall’UE, utilizzerà un modello di malattia delle vie aeree umane in 3D, precedentemente sviluppato, per misurare le proprietà meccaniche del tessuto delle vie aeree in presenza di BPCO e determinare il contributo della meccanica alla progressione della malattia. Definire la dinamica tra i fattori meccanici e i marcatori della malattia farà luce sulla relazione fenotipo-meccanica della BPCO, aprendo la strada alla scoperta di nuovi meccanismi alla base delle malattie e dei relativi bersagli farmacologici.

Obiettivo

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD), a chronic lung disease caused by polluted air, is the 4th most common cause of death worldwide. Adding to alveolar destruction, patients suffer from debilitating shortness of breath due to obstructed and fibrotic airways. Currently, this mechanical damage is considered a by-product of airway inflammation; rarely, however, do anti-inflammatory treatments slow disease progression. New therapies are urgently needed. Recent studies suggest that mechanical changes are themselves important active drivers of COPD. I developed an innovative 3D human airway disease model (Lung-Chip) and quantitative measurements of tissue mechanics to show that airway mechanical dysfunction lowers the defense against inflammation-causing pollutants, thereby enabling a viscous cycle of disease aggravation. In addition, my airway Lung-Chip can mimic COPD-like matrix properties, e.g. fibrotic stiffness, and physiological mechanics, including breathing stretch, blood flow and air flow. These advances allow me now to faithfully mimic the airway mechanical microenvironment and systematically study how mechanical factors drive COPD progression. MecCOPD aims to 1) Measure the mechanical properties of COPD airway tissue in pioneering clinically-relevant Lung Chip models using advanced light microscopy and signal processing, 2) Reveal the contribution of mechanics to disease progression by delivering COPD-mimicking mechanical cues and measuring transcriptional, structural and secreted disease markers, 3) Determine the dynamics between mechanical factors and disease markers using statistical models. This interdisciplinary and novel approach will generate fundamental insights into how mechanical factors contribute to COPD progression and will facilitate studying other chronic lung diseases such as cancer and fibrosis. Ultimately, unravelling the COPD phenotype-mechanics relationship will lead to the discovery of new disease mechanisms and drug targets.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Meccanismo di finanziamento

ERC-STG -

Istituzione ospitante

HELMHOLTZ ZENTRUM MUENCHEN DEUTSCHES FORSCHUNGSZENTRUM FUER GESUNDHEIT UND UMWELT GMBH
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 462,00
Indirizzo
INGOLSTADTER LANDSTRASSE 1
85764 Neuherberg
Germania

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Regione
Bayern Oberbayern München, Landkreis
Tipo di attività
Organizzazioni di ricerca
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 462,00

Beneficiari (1)