IMMAGINE: Una piccola struttura ossea derivante dalla cellula staminale scheletrica umana contiene cartilagine (blu), midollo osseo (marrone) e osso (giallo). Per gentile concessione dei laboratori Longaker e Chan.

Rigenerare le cartilagini causando leggeri traumi ai tessuti delle articolazioni e usare poi segnali chimici per controllare la crescita delle cellule staminali scheletriche durante la guarigione delle lesioni: questa la nuova ipotesi sulla quale stanno lavorando alcuni ricercatori della Stanford Medicine (USA).

Nel 2019, invece, ricercatori francesi dell’Inserm e della Université de Strasbourg alla Unit 1260 Regenerative Nanomedicine hanno sviluppato un impianto che, applicato come una medicazione alla ferita, rigenera la cartilagine, in caso di lesioni articolari importanti o di osteoartrite incipiente.

Il nuovo lavoro si basa su una precedente ricerca della Stanford Medicine che ha portato all’isolamento della cellula staminale scheletrica, una cellula auto-rigenerante responsabile anche della produzione di osso e cartilagine, un particolare tipo di cellula che aiuta le cellule del sangue a diventare midollo osseo.

La nuova ricerca, come le precedenti scoperte di cellule staminali di topo e di cellule staminali scheletriche umane, è stata effettuata in gran parte nei laboratori dell’assistente professore di chirurgia Charles K.F. Chan, PhD e del professore di chirurgia Michael Longaker, MD.

La cartilagine danneggiata può essere curata con una tecnica chiamata microfrattura in cui vengono praticati piccoli fori sulla superficie di un’articolazione.

La tecnica delle microfratture spinge il corpo a creare nuovo tessuto nell’articolazione, ma il nuovo tessuto non è molto simile alla cartilagine.

“La microfrattura dà luogo a quella che viene chiamata fibrocartilagine, che in realtà è più simile al tessuto cicatriziale che alla cartilagine naturale”, spiega Charles K.F. Chan.
“Ricopre l’osso ed è meglio di niente, ma non ha la capacità di ammortizzare e l’elasticità della cartilagine naturale, e tende a degradarsi in modo relativamente rapido”.

Per molto tempo, prosegue Chan, le persone hanno ritenuto che dopo una lesione la cartilagine adulta non si rigenerasse perché il tessuto non ha un numero sufficiente di cellule staminali scheletriche d attivare.

Lavorando su un modello murino, il team ha documentato che la microfrattura attiva le cellule staminali scheletriche, ma che senza interventi esterni nell’articolazione viene rigenerata fibrocartilagine.

Ma cosa succederebbe se dopo la microfrattura il processo di guarigione potesse essere orientato verso lo sviluppo della cartilagine e non della fibrocartilagine?

I ricercatori sapevano che man mano che l’osso si sviluppa, prima di trasformarsi in ossa le cellule passano da uno stadio in cui diventano cartilagine.
Da qui l’idea: perché non provare a stimolare le cellule staminali scheletriche nell’articolazione in modo da iniziare un percorso per ricostruire l’osso, interrompendo il processo allo stadio di cartilagine?

I ricercatori hanno utilizzato una potente molecola chiamata proteina morfogenetica ossea 2 (BMP2) per avviare la formazione ossea dopo la microfrattura, ma poi hanno interrotto il processo a metà strada con una molecola che ne blocca un’altra di segnalazione, importante nella formazione dell’osso, chiamata fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF).

Chan prosegue spiegando che al posto della fibrocartilagine normalmente ottenuta, questa volta è stata prodotta cartilagine composta dallo stesso tipo di cellule di quella naturale, con proprietà meccaniche comparabili, che ha anche ripristinato la mobilità dei topi osteoartritici e ridotto significativamente il loro dolore.

Trasferendo tessuto umano in topi allevati in modo da non rigettarlo i ricercatori hanno verificato che il procedimento funziona anche per gli esseri umani.

vedi anche:
Scoperta una medicazione che rigenera le articolazioni (23/07/2019)
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Scoperto link tra osteoartrite e sistema immunitario (18/08/2019)
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CNR: collagene, elasticità e proprietà meccaniche dei tessuti (22/05/2019)
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In caso di artrosi: conoscerla per evitarla e curarla
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Per saperne di più
Stanford Medicine
Link…

nature medicine
Articular cartilage regeneration by activated skeletal stem cells
https://www.nature.com/articles/s41591-020-1013-2
Study identifies stem cell that gives rise to new bone, cartilage in humans
Link…

Marco Dal Negro
Antonio Turetta

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