Isolamento, coltura e caratterizzazione di cellule staminali mesenchimali autologhe da donatori di tessuto adiposo e midollo osseo in età avanzata: un approccio alternativo della terapia cellulare in campo ortopedico

Abstract

Introduzione. La medicina rigenerativa si pone come obiettivo il ripristino delle funzionalità perdute di tessuti e organi degenerati o danneggiati e, nell’ambito della rigenerazione tissutale, le cellule staminali mesenchimali adulte posseggono un ruolo di primo piano, protagoniste nella letteratura scientifica degli ultimi anni per favorire approcci terapeutici innovativi e alternativi rispetto ai metodi più tradizionali. L’ipotesi degli Autori è che cellule staminali mesenchimali adulte (MSCs) estratte da pazienti anziani affetti da patologia osteoartrosica (OA), possano mostrare caratteristiche di staminalità equivalenti a quelle che si riscontrerebbero in pazienti più giovani. Materiali e metodi. In uno studio prospettico caso-controllo sono stati inclusi 4 pazienti over 70 (casi) e un paziente under 45 (controllo), sottoposti a protesi totale d’anca o protesi totale di ginocchio per osteoartrosi primaria avanzata. Durante la procedura chirurgica ad ogni paziente è stato prelevato un campione sia di tessuto adiposo (sottocutaneo o Corpo di Hoffa) che di midollo osseo (canale femorale) processati rispettivamente mediante digestione enzimatica e centrifugazione in gradiente di densità. Le cellule così estratte sono state quindi messe in coltura usando la stessa concentrazione iniziale, e mantenute in condizioni di crescita per diverse settimane. Le cellule ottenute dalle due procedure sono state quindi differenziate in vitro in 3 linee cellulari (adipociti, osteociti, condrociti) utilizzando specifici terreni di coltura, mentre il fenotipo è stato caratterizzato mediante citofluorimetria a flusso, seguendo le linee guida della Society for Cellular Therapy.
Risultati. Sebbene entrambe le tipologie cellulari fossero state seminate in fiasca alla stessa concentrazione iniziale, il numero di cellule in coltura si è rivelato leggermente più elevato per le cellule mesenchimali estratte da tessuto adiposo, rispetto a quelle estratte da midollo osseo. A circa una settimana di coltura, tutte le cellule ottenute da entrambi i tessuti (adiposo e midollare) si presentavano adese alle fiasche di coltura, mostrando una morfologia tipicamente mesenchimale (spindle like morphology). La proliferazione cellulare dei donatori anziani si presentava esponenziale nel tempo e pressoché sovrapponibile a quella del campione di controllo. Una volta espanse e trattate con i 3 terreni differenziativi (passaggio 3), le cellule hanno mostrato di esser capaci di differenziarsinelle tre linee desiderate. Infine, all’analisi citofluorimetrica, i campioni cellulari hanno mostrato di esprimere un fenotipo prettamente mesenchimale con una espressione di marcatori staminali mesenchimali superiore al 90% (CD90, CD44, CD105) e una quasi assenza di marcatori non mesenchimali (CD34, CD45, CD31).
Discussione. In questo studio, la nostra attenzione si è centrata sulla caratterizzazione di campioni di cellule derivanti tessuto adiposo e da midollo osseo isolate dallo stesso donatore durante al procedura chirurgica. I campioni sono stati ottenuti generando un discomfort minimo per il paziente e in quantità sufficiente da portare a termine la nostra sperimentazione. Il risultato della ricerca conferma l’ipotesi che anche da campioni provenienti da pazienti anziani affetti da OA è possibile ottenere un significativo numero di MSCs in possesso di tutte le caratteristiche di staminalità.
Conclusioni. Le cellule ottenute da entrambi i siti di prelievo (adiposo e midollare) hanno risposto a tutti i criteri di staminalità con risultati sovrapponibili, confermando la possibilità di ottenere MSCs anche da pazienti adulti ed affetti da OA. Ai fini terapeutici rigenerativi, le cellule ottenute da tessuto adiposo possono rappresentare una valida e più facilmente accessibile alternativa al tessuto midollare suggerendoci che il midollo osseo, storicamente più studiato, possa ad oggi non rappresentare più il solo gold standard del prelievo di cellule mesenchimali staminali.