Development of a "lab on a chip" platform for studying the control of the circadian clock by metabolic cycles

The aim of the thesis is developing an in vitro model that resembles the cyclic dynamic fluctuations that can be correlated to the pertinent biological networks for dissecting the effects the metabolism on circadian clock. The circadian rhythms are an adaptation to the evolutionarily conserved environment, because they allow to coordinate temporally external environmental cycles (eg. light/ dark) with internal biological and physiological processes (eg. sleep/ wake). Forced misalignment of behavioral and circadian cycles in human subjects, have been associated with increased prevalence of obesity, diabetes and cardiovascular disease, in addition to certain cancers and inflammatory disorders. The potential of the microfluidic approach allows dynamic study on circadian behavior of peripheral tissues, opening a new perspective in circadian field.

Lo scopo della tesi è di sviluppare un modello in vitro in grado di mimare fluttuazioni dinamiche e cicliche che possono essere correlate a reti biologiche pertinenti per sezionare gli effetti che il metabolismo ha sull'orologio circadiani. I ritmi circadiani sono un adattamento all'ambiente evolutivamente conservato, in quanto consentono di coordinare cicli ambientali temporalmente esterni (ad es. luce / buio) con i processi biologici e fisiologici interni (ad es. il sonno / veglia). Il disallineamento forzato dei cicli circadiani comportamentali e in soggetti umani, sono stati associati a una maggiore prevalenza di obesità, diabete e malattie cardiovascolari, oltre ad alcuni tipi di cancro e patologie infiammatorie. Le potenzialità dell' approccio microfluidico consente lo studio dinamico sul comportamento circadiano dei tessuti periferici aprendo di una nuova prospettiva nel campo circadiano