E' stata analizzata la risposta al danno della retina e gli effetti di stimolazione di specifici fattori di crescita: l’EGF, l'FGF1 o una combinazione di FGF1 e insulina
Nei mammiferi è possibile indurre la ricrescita delle cellule nervose della retina danneggiate: il risultato, raggiunto per la prima volta, è stato annunciato dai ricercatori della University of Washington (UW) sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”.
Posizionata sul fondo oculare, la retina ha il compito di convertire la luce in impulsi nervosi da inviare al cervello.
Alcuni studi svolti in passato hanno evidenziato come alcune cellule nervose della retina di topo possono proliferare in coltura, ma in questo caso si tratta di un notevole passo in avanti, dal momento che si è dimostrato come tale proliferazione possa essere stimolata, e soprattutto in vivo.
I ricercatori della UW guidati da Tom Reh, ha studiato in particolare una cellula retinica nota come glia di Müller.
"Questo tipo di cellula esiste nella retina di tutti i vertebrati", ha spiegato Reh, “e quindi anche nell’uomo, e la speranza è quella che i nostri risultati possano aprire la strada a nuovi trattamenti terapeutici per la perdita di visus dovuta a patologie che danneggiano la retina, come la degenerazione maculare.”
I ricercatori hanno sottolineato la notevole capacità dei vertebrati a sangue freddo, come i pesci per esempio, di riparare la retina dopo un danno. Gli uccelli, che sono a sangue caldo, hanno una capacità analoga ma molto più limitata.
Le cellule della glia di Müller generalmente smettono di dividersi dopo un certo stadio evolutivo dei cuccioli. Sia nei pesci sia negli uccelli, spiegano i ricercatori, il danno retinico stimola le cellule specializzate della glia di Müller a dividersi ancora e a diventare un tipo di cellula di tipo generico chiamato cellula progenitrice. Le cellule progenitrici sono poi in grado di trasformarsi in qualunque altro tipo di cellula specializzata delle cellule nervose.
Il gruppo di di Reh ha poi analizzato sistematicamente la risposta al danno della retina e gli effetti di stimolazione di specifici fattori di crescita: l’EGF (epidermal growth factor), (FGF1) (fibroblast growth factor 1) o una combinazione di FGF1 e insulina. Il risultato osservato è stata una stimolazione della glia di Müller a riprendere la divisione cellulare e la proliferazione in tutta la retina. (fc)
I ricercatori hanno sottolineato la notevole capacità dei vertebrati a sangue freddo di riparare la retina dopo un danno mentre gli uccelli, che sono a sangue caldo, hanno una capacità analoga ma molto più limitata.
La ricerca si è concentrata sopratutto su una cellula retinica particolare nota come glia di Müller.
Le cellule della glia di Müller di norma smettono di dividersi dopo un certo stadio evolutivo dei cuccioli ma in pesci ed uccelli un danno retinico può stimolare le cellule specializzate della glia di Müller a dividersi ancora ed a diventare una cellula di tipo generico detta progenitrice.
Le cellule progenitrici sono poi in grado di trasformarsi in qualunque altro tipo di cellula specializzata delle cellule nervose.
Successivamente i ricercatori hanno analizzato la risposta al danno retinico e gli effetti di stimolazione di specifici fattori di crescita: l'EGF (epidermal growth factor), (FGF1) (fibroblast growth factor 1) o una combinazione di FGF1 e insulina. Il risultato osservato è stata una stimolazione della glia di Müller a riprendere la divisione cellulare e la proliferazione in tutta la retina.
A riguardo della cellula della glia di muller Reh spiega che "Questo tipo di cellula esiste nella retina di tutti i vertebrati e quindi anche nell'uomo, e la speranza è quella che i nostri risultati possano aprire la strada a nuovi trattamenti terapeutici per la perdita di visus dovuta a patologie che danneggiano la retina, come la degenerazione maculare."
FATTORI DI CRESCITA
Nella degenerazione tapeto-retinica la perdita dei fotorecettori si ha per apoptosi.
Anche nelle degenerazioni maculari atrofiche la perdita dei fotorecettori avviene per apoptosi.
L’apoptosi è correlata alla frammentazione del DNA nucleare per l’attivazione di una nucleasi endogena.
Questa morte cellulare può essere evitata o comunque procrastinata, attivando il gene Bc12.
I fattori di crescita hanno, fra le altre molteplici peculiarità, la capacità di attivare l’espressione del geneBc12, evitando così il destino di morte, e questo indipendentemente dalla causa innescante.
I fattori di crescita penetrano nelle cellule attraverso specifici recettori il cui numero varia in rapporto alle condizioni metabolico-funzionali cellulari; Sono stati individuati recettori ad alta o bassa affinità, con effetti opposti.
L’osservazione secondo cui l’apoptosi può essere manipolata tramite i fattori di crescita ha supportato la loro somministrazione nella degenerazione tapeto-retinica.
Le iniezioni intravitreali di fattori di crescita (BDNF, CNTF, bFGF) proteggono la retina dall’ischemia indotta da ipertono, da fototraumatismo, ritardano la degenerazione fotorecettoriale nei topi r-d e nei topi mutanti 0344 transgenici per la rodopsina. Sono sempre più numerosi i lavori sperimentali che ne supportano la validità.
In altri termini, tale modalità di trattamento ha il vantaggio di risultare efficace indipendentemente dalla mutazione genica in causa.
Purtroppo l’effetto dei fattori di crescita esogeni ha durata relativamente breve (circa 30 giorni) e l’esecuzione di iniezioni intravitreali espone a rischi flogistici ed emorragici.
I fattori di crescita penetrano nelle cellule attraverso specifici recettori il cui numero varia in rapporto alle condizioni metabolico-funzionali cellulari. Sono stati individuati recettori ad alta o bassa affinità, con effetti opposti.
Limoli retinal regeneration technique
L’osservazione secondo cui l’apoptosi può essere manipolata tramite i fattori di crescita ha supportato la loro somministrazione nella degenerazione tapeto-retinica.
Il gel piastrinico
Il gel di piastrine è un gel biologico ottenuto dalla combinazione di due componenti del sangue: il plasma ricco di piastrine, contenente numerosi ed importanti fattori di crescita capaci di stimolare meccanismi cellulari implicati nella riparazione e nella rigenerazione tessutale (angiogenesi, chemiotassi dei macrofagi, proliferazione e migrazione dei fibroblasti e sintesi di collagene), e trombina, quale reagente.
Le piastrine attivate, sotto forma di gel, elaborano, immagazzinano e rilasciano numerosi fattori di crescita (PDGF, TGFalfa e beta, IGF I e II, EGF, VEGF) capaci tra l’altro di stimolare la replicazione delle cellule di origine mesenchimale ed esplicano azione chemiotattica verso polimorfonucleati, monociti e macrofagi. Tra le diverse metodiche impiegate nella riparazione dei tessuti, una nuova tendenza è rappresentata dall’utilizzo di gel piastrinico e fattori di crescita. Il gel piastrinico è una metodica che consente l’utilizzo di fattori di crescita nella forma di Plasma ricco di piastrine (PRP, Platelet Rich Plasma ) per accelerare i processi di guarigione iniziali (attraverso bFGF, PDGF e IGF) e tardivi (attraverso EGF, VEGF, TGF-b, IGF), nell’osso e nei tessuti molli.
Le piastrine elaborano, conservano e rilasciano numerosi fattori di crescita. Concentrando le piastrine o il lisato leuco-piastrinico in sede della lesione si ottiene la liberazione in loco di grandi quantità di fattori di crescita e altri mediatori chimici. Numerosi sono i fattori di crescita noti, tra questi è meglio conosciuta l’attività del PDGF (plated Derived Growth Factor) che ha azione mitogena e antiangiogenetica, regola inoltre l’attività di altri fattori di crescita come: TGF-β, IGF 1 e 2, EGF, VEGF.
Il gel piastrinico autologo (quando proviene dallo stesso organismo) è una sostanza ricchissima di fattori di crescita (Pdgf, Tgf-β, Igf I/II, Fgfb, EGF) che viene prodotta dal prelievo di sangue del paziente affetto da lesione. Il gel piastrinico contiene numerosi e importanti fattori di crescita capaci di stimolare diversi meccanismi cellulari tra cui l'angiogenesi, la chemiotassi dei macrofagi, la proliferazione e la migrazione dei fibroblasti e la sintesi del collagene.
Le piastrine sono paragonabili a dei laboratori-magazzini cellulari che elaborano, immagazzinano e quindi rilasciano (se attivate) numerosi fattori di crescita (growth factors o GFs), capaci di stimolare la replicazione delle cellule di origine mesenchimali come fibroblasti, osteoblasti e cellule endoteliali esercitando peraltro, un’azione chemiotattica verso macrofagi, monociti e polimorfonucleati.
Pertanto, rilasciati localmente, i GFs innescano vari meccanismi di rigenerazione tessutale .
Questa capacità delle piastrine ad intervenire nei meccanismi di riparazione tessutale ha costituito il presupposto teorico all'utilizzo del gel di piastrine (PG) in diverse circostanze, tutte accomunate dall'esigenza di attivare un processo di riparazione tessutale.
Riparazione, rigenerazione e guarigione dei tessuti sono fenomeni biologici di estrema complessità in cui intervengono diversi fattori che interagiscono fra loro: età, metabolismo (es. diabete), sede e tipo di lesione, infezioni, infiammazione. La riparazione dei tessuti dipende dalla velocità di crescita delle cellule, dalla capacità del tessuto di riorganizzare la vascolarizzazione. Per poter crescere e riorganizzarsi in tessuto nuovo e coerente, le cellule devono "colloquiare" tra loro scambiandosi informazioni biochimiche mediante "messaggeri molecolari" che vengono prodotti dalle cellule coinvolte nella rigenerazione. Quest'ultime sono sensibili ai fattori di crescita e rispondono migrando nella giusta sede,moltiplicandosi e producendo matrice extracellulare di sostegno.
Quali siano i meccanismi più reconditi mediante i quali il gel di piastrine esplica i suoi benefici effetti non è del tutto noto. Questi effetti, di sicuro, sono legati al lento e costante rilascio locale dei fattori di crescita contenuti in abbondanza nei granuli alfa delle piastrine, e all'azione di tutta una serie di mediatori chimici.
Di questi fattori conosciamo bene il:PDGF (platelet derived growth factor) che esplica azione mitogena ed angiogenetica, e coordina l'azione degli altri fattori di crescita (stimolazione dei fibroblasti e degli osteoblasti, induzione della differenziazione cellulare, catalizzatore degli effetti dei fattori di crescita su altre cellule come i macrofagi), aumenta la produzione del tessuto di ricostruzione, accelera la guarigione delle ulcere croniche. TGF-b (trasforming growth factor-beta) ha azione chemiotattica, di stimolazione dei fibroblasti e degli osteoblasti e d'inibizione degli osteoclasti. L'IGF I e II (insulin like growth factor I e II ) esercitano prevalente azione sugli osteoblasti.
L'EGF (epidermal growth factor) stimola le cellule epiteliali e mesenchimali.
Gli adipociti
ll tessuto adiposo è un tessuto connettivo propriamente detto, formato da cellule dette adipociti, deputate a sintetizzare, accumulare e cedere lipidi.
E’ noto che gli adipociti, innestati tra sclera e coroide, grazie alla loro attitudine, una volta dislocati in ambiente eterotopico, a produrre una importante quantità di fattori di crescita in particolare di bFGF, possono essere utilizzati nel contenimento dell’evoluzione delle patologie atrofiche del retina.
E’ altrettanto noto che il tessuto adiposo umano adulto è un’importantissima sorgente di cellule staminali mesenchimali (ASCs, Adipose-Derived Stem Cells) che, con opportune tecniche di bioingegneria, quando vengono messe in coltura assieme a stimolatori specifici verso una determinata linea cellulare, possono essere indirizzate a produrre non solo tessuto adiposo ma anche vasi sanguigni, cartilagine, osso.
Le ASCs sono inoltre capaci in tal modo di differenziarsi in progenitori di cellule neuronali che possono essere utilizzate nella rigenerazione di un tessuto neuronale danneggiato o perduto. Risultati positivi ottenuti su modelli animali in vivo ha generato ottimismo in campo di rigenerazione tissutale nervosa; l’utilizzo di cellule staminali adulte, ottenute dal tessuto adiposo sono una potenziale fonte di progenitori cellulari neuronali che possono avere un’importanza fondamentale nelle applicazioni cliniche neurologiche.
Le cellule adipose, in particolar modo quelle progenitrici, sono peraltro una ricca fonte di fattori di crescita. In particolare esprimono e secernono citochine ematopoietiche come il fattore stimolante le colonie macrofagi che (M-CSF), il fattore stimolante le colonie granulocita rie e macrofagiche (GM-CSF); fattori anti-apoptotici, fattori di crescita angiogenici come il VEGF, il PIGF, il bFGF, l’angiogenina; TGF-beta e il fattore di crescita epatocita rio. In condizioni di ipossia le cellule aumentano notevolmente la secrezione del VEGF che determina l’aumento del numero delle cellule endoteliali (quelle dei vasi sanguigni) e la diminuzione del tasso apoptotico.
Secernendo fattori di crescita, gli adipociti riescono a controllare e stimolare la rigenerazione delle cellule della cute danneggiate, favoriscono e velocizzano la guarigione delle ferite, ulcere e difetti cutanei, migliorano la pigmentazione della pelle e promuovono la crescita dei capelli attraverso l’attivazione delle cellule vicine. L’ipossia migliora le funzioni rigenerative degli adipociti tramite l’incremento della secrezione dei fattori di crescita. L’utilizzo di cellule autologhe spongiose dell’osso iliaco in combinazione con adipociti, colla di fibrina e materiali di supporto biodegradabili, hanno mostrato la formazione di nuovo osso ottenuto una continuità del cranio quasi completa.
L’utilizzo di innesti di grasso con cellule adipose progenitrici isolate dall’innesto stesso è divenuta un’alternativa all’aumento chirurgico dei tessuti molli, nei casi di perdita di tessuto mesenchimale, dovuti a traumatismi, resezioni tumorali o insulti vascolari. Ultimamente tale tecnica viene utilizzata anche per l’aumento del seno in chirurgia estetica riportando buoni risultati.
La rigenerazione del tessuto adiposo è molto promettente nella ricostruzione del seno in pazienti che hanno subito una mastectomia per cancro della mammella. Studi clinici hanno dimostrato che gli adipociti hanno impiego anche in gastroenterologia, in quanto sono state usati per il trattamento delle fistole in pazienti affetti da morbo di Crohn, determinandone la chiusura.
La perdita o il difetto di altri tessuti come la cartilagine, può essere trattata con adipociti ad esempio nei difetti acquisiti per trauma o resezioni tumorali. Possono essere utilizzati anche nel trattamento delle articolazioni artritiche o partecipare alla ricostruzione articolare come nell’artrite reumatoide.
