Artrite reumatoide Il Professor Zhan-guo Li ed il suo team della Peking University People's Hospital (Cina) ha portato a buon esito ricerche sulla terapia dell' artrite reumatoide con cellule staminali del cordone ombelicale in vitro e su animali, pubblicate sulla rivista scientifica del Bio Med Central Arthritis Research and Therapy nel Novembre del 2010. Le mesenchimali cordonali sono risultate utili nell' inibire l' infiammazione e nell' attenuare l' artrite indotta da collagene. Zhan-guo Li ha dichiarato, Molto poco si conosce sulle cellule staminali mesenchimali cordonali e finora non vi era stata nessuna relazione scientifica sul loro uso nella trattamento dell' artrite reumatoide. Esse possono determinare una forte immunosoppressione, fatto che incoraggia un loro utilizzo contro malattie autoimmuni, come l' artrite reumatoide. In passato la principale sorgente di staminali mesenchimali era il midollo osseo. Però il suo prelievo è una procedura invasiva ed il numero delle mesenchimali potenzialmente in grado di differenziarsi diminuisce sensibilmente con l' età. All' opposto la raccolta delle cellule staminali del cordonale ombelicale non è assolutamente invasiva. I ricercatori hanno prelevato cellule immunitarie dai pazienti affetti dalla malattia ed hanno dimostrato che le staminali cordonali sono in grado di inibire la proliferazione cellulare, il comportamento invasivo e la risposta infiammatoria. La loro infusione sistemica ha portato ad una significativa riduzione del grado di severità dell' artrite indotta da collagene. Il Professor Li ha affermato, L' artrite reumatoide causa un onere ingente, da un punto di vista umano ed economico, ai servizi sanitari di tutte le nazioni e nessuno degli agenti terapeutici attualmente utilizzati determina remissioni a lungo termine, libere dall' uso di farmaci. Perciò una innovativa e più efficace terapia contro questa patologia sarà la benvenuta per il mondo scientifico. 1 Le cellule staminali mesenchimali possono essere ottenute da varie sorgenti. Tra queste una delle più importi, oltre al tessuto adiposo, è la gelatina di Wharton, che circonda i vasi sanguigni del cordone ombelicale. Esse stanno dimostrando di avere un ruolo sempre più significativo nella terapia di una grande varietà di malattie autoimmuni, tra cui artrite reumatoide, colite ulcerosa e lupus eritematoso sistemico, come di patologie del tessuto connettivo, quali la sclerodermia. Buoni miglioramenti sono stati osservati nell' artrosi con la somministrazione intavenosa di cellule staminali caratterizzate dai markers CD34+ e CD133+. Di solito i risultati più promettenti si riscontrano con la somministrazione delle staminali direttamente nell' articolazione, o immediatamente intorno ad essa. Le aree delle cartilagini colpite da osteoartriti, dove non vi è più cartilagine, hanno anche esse mostrato maggiori miglioramenti con trapianti intarticolari. Vi sono molti vantaggi nell' utilizzare cellule staminali del cordone ombelicale, che non richiedono soppressione immunitaria e che possono aiutare a bilanciare nuovamente la funzione immunitaria, alterata in questo tipo di patologie, modificando la genetica delle cellule reattive, che modulano le risposte di difesa dell' organismo.
Molti pazienti che hanno ricevuti cellule staminali, a seguito di diagnosi di ictus o altre patologie, hanno riferito di riduzione del dolore dovuto all' artrite, nel caso in cui soffrissero anche di tale malattia. 2 I primi risultati sperimentali sul ruolo delle staminali mesenchimali nella terapia dell' artrite reumatoide si erano avuti nel 2004 con la ricerca pubblicata sulla rivista scientifica Current Opinion in Biotechnology. In essa il Dottori C. Jorgensen, J. Gordeladze e D. Tissue dimostrarono per la prima volta che la rigenerazione delle cartilagini era ottenibile sia attraverso la terapia cellulare con staminali, sia con quella genica. Le staminali mesenchimali, come quelle del cordone ombelicale, potevano trasformarsi in unità progenitrici lungo diverse linee cellulari, comprese ossa, muscoli, tessuto adiposo, astrociti e cartilagini. Esse sembravano essere buone candidate per la terapia rigenerativa del tessuto danneggiato dall' artrite, pur mantenendosi allora ancora prudenti per il comportamento a lungo termine delle staminali impiantate nelle articolazioni alterate. 3 L' anno successivo il ruolo delle staminali mesenchimali, quindi anche del cordone ombelicale, è stato confermato dallo studio del Dottor J.J. Mao del Tissue Engineering Laboratory, presso il Department of Anatomy and Cell Biology, della University of Illinois a Chicago (USA). Sulla rivista scientifica Biology Cell il ricercatore suggeriva che queste staminali riuscissero a riparare i danni dell' articolazione sinoviale, sia per quanto riguarda la sua componente cartilaginea, che per la parte ossea. Ciò è stato provato con una serie d' esperimenti per rigenerare un condilo di un' articolazione sinoviale delle stesse dimensioni e forma di quello di una mandibola umana, in cui sia la parte cartilaginea, quanto quella ossea, sono derivate da una singola popolazione di cellule staminali mesenchimali di origine murina. 4 Vi è anche un aumento del pericolo di patologie cardiache in pazienti con artrite reumatoide attiva, indipendente dai fattori di rischio tradizionali. Secondo gli studi del Dottor J. Grisar e del suo team di ricercatori provenienti dalla Divisione di Reumatologia, dal Dipartimento di Medicina Interna III, dalla Divisione di Angiologia, dal Dipartimento di Medicina Interna II, e dal Dipartimento di Chirurgia cardiotoracica e di Diagnostica del Laboratorio Chimico-Cliniche, presso Università di Medicina a Vienna, dall' Istituto Ludwig Boltzmann di Endocrinologia Sperimentale e Reumatologia e dal Centro di Medicina Molecolare dell'accademia Austriaca delle Scienze a Vienna (Austria), ciò può essere in parte dovuto alla diminuzione di staminali progenitrici circolanti nel sangue periferico, caratterizzate dai marcatori CD34, KDR e C13. Infatti in passato era stato scoperto che il numero di tali cellule progenitrici endoteliali era inversamente proporzionale con il pericolo del verificarsi di tali malattie. All' opposto nei soggetti con bassa attività di questa malattia il numero delle cellule progenitrici è paragonabile con quello presente nelle persone sane. 5 Il somministrare cellule staminali del cordone ombelicale a questo tipo di pazienti può aiutare a ridurre i pericoli per il cuore, cosi come il danno articolare. Ma è in questi ultimi anni che l' utilità delle cellule staminali del cordone ombelicale nell' artrite reumatoide è stata accettata anche negli ambienti scientifici più prudenti, come dimostra l' articolo della prestigiosa rivista scientifica Nature Rheumatology della Dottoressa Sarah Price sul numero di Febbraio 2011, che conferma le ricerche di Zhan-guo Li.
Un team di ricercatori del Department of Rheumatology and Immunology, presso la Peking University People's Hospital a Pechino (Cina), hanno dimostrato con studi sulle cellule umane e su modelli animali di artrite reumatoide che le staminali mesenchimali del cordone ombelicale inibiscono gli effetti dell' infiammazione, causata dalle cellule sinoviali fibroblasto-simili. 6 Questo effetto terapeutico è mediato dall' interleuchina IL-10, dal Fattore di Crescita Trasformante Beta 1 (TGF-Beta1) e dall' indolamina 2,3-diossigenasi. Riducono il loro comportamento invasivo con la secrezione di interleuchina IL-6. Inducono l' espansione in vitro delle cellule T regolatorie, caratterizzate dai markers CD4+ e Foxp3+, una componente del sistema immunitario, che blocca in modo molto efficiente l' azione degli altri elementi, che ne fanno parte. Si tratta di un importante sistema di autocontrollo: esse sono coinvolte nella conclusione della risposta di difesa dell' organismo, dopo aver affrontato con successo l' invasione di elementi estranei. Ciò permette di prevenire reazioni eccessive, che possano portare ad attaccare i propri tessuti, come nelle malattie autoimmuni. Inoltre le staminali cordonali diminuiscono la risposta delle cellule T al PGE2, al TGF-Beta1 e all' ossido nitrico. In vivo, fatto ancora più importate, sono riuscite ad attenuare l' artrite indotta da collagene in modelli murini. In modo coerente con ciò, hanno ridotto i livelli di citochine e chemiochine pro-infiammatorie, come TNF-alfa, interleuchina IL-6 e proteina-1, che stimola la chemiotassi per i monociti, e hanno aumentato la concentrazione delle citochine anti-infiammatorie e modulatrici, quali l' interleuchina IL-10. Oltre a ciò tale trattamento modifica le risposte di tipo Th1/Th2, inducendo le cellule T regolatorie e inibendo l' artrite indotta dal collagene. 7 Th1 e Th2 rappresentano le principali forme dei linfociti T Helper: giocano un ruolo essenziale nell' indurre e nel ottimizzare le risposte del sistema immunitario. Essi non uccidono direttamente gli elementi patogeni esterni, né le cellule infettate dell' ospite, ma mobilitano e dirigono altri linfociti: i B, che si trasformano in plasmacellule produttrici di anticorpi, e i T citotossici, che attivano e fanno crescere di numero. Inoltre massimizzano l' azione dei fagociti, come i macrofagi. L' individuazione di questi numerosi effetti terapeutici conferma in modo clamoroso il ruolo preminente delle cellule staminali del cordone ombelicale nella cure dell' artrite reumatoide e di altre patologie autoimmunitarie. Alcune di queste osservazioni sono state proposte pochi mesi prima dai Dottori Alan Tyndall e Frederic A. Houssiau dell' University Department of Rheumatology, presso il Felix Platter Spital a Basel (Svizzera). Nel numero del Giugno 2010 di Annals of the Rheumatic Diseases hanno sottolineato il sempre maggiore uso terapeutico delle staminali mesenchimali, come quelle del cordonale ombelicale, in condizioni infiammatorie o ischemiche, incluse le malattie autoimmuni. Questa evoluzione dipende innanzitutto dall' osservazione in vitro delle loro proprietà anti-proliferative, che sono dovute sia a fattori solubili, sia a eventi collegati a contatti cellula-cellula, per la prima volta osservati nelle reazioni tra vari tipi di linfociti. Poi, attualmente, vi sono nuovi dati, che coinvolgono quasi tutte le cellule immunocompetenti conosciute, che mostrano un' azione protettiva cellulare o anti-proliferativa. In alcuni casi ha un ruolo la riprogrammazione dell' espressione genica. Moltissimi sono i dati positivi ottenuti da modelli animali, con le sole due eccezioni del
modello 5 di artrite causata da collagene nei roditori e del lupus sistemico eritematoso murino. Tutto ciò con una tossicità acuta molto bassa. Viene messo in evidenza la fondamentale possibilità di usare queste staminali in pazienti con neoplasie, per evitare la reazione di rigetto dopo il trapianto di staminali emopoietiche eterologhe del midollo osseo. E' stato osservato un miglioramento nelle forme acute di Graft Versus Host Disease (GVHD), altrimenti quasi sempre mortali. 8 Nel 2006 il Professor N. Bhattacharya del Bijoygarh State Hospital, and Moore Avenue Specialist Polyclinic, a Calcutta (India), ha approfondito una qualità terapeutica particolare delle componenti del sangue del cordone ombelicale nell' artrite. In un aricolo su Clinical and Experimental Obstetrics and Gynecology ha sottolineato la loro efficacia nel curare l' anemia, che ha una forte comorbilità con l' artrite reumatoide. Ciò avviene per un insieme di cause differenti, per esempio, la forte influenza delle citochine sui processi artritici avanzati, la mancanza di micronutrienti nella dieta, coesistenti elmintiasi, gli effetti collaterali dei farmaci antiartritici, come alte dosi di cortisonici, che portano a gastriti e ulcere, il methotrexate, che favorisce l' epatite o la salazopirina con danni al midollo osseo. Un ruolo sarebbe giocato dalla presenza di fattori di crescita, citochine e alti livelli di emoglobina. 9 Anche se questo sono teorie particolari, su cui andranno fatti, in futuro, studi più approfonditi. Sebbene sia già conosciuta la capacità delle staminali mesenchimali del cordone ombelicale di differenziarsi lungo una progenie osteogenica in una coltura monostrato, è stata sperimentata per la prima volta la potenzialità di queste cellule su scaffolds tridimensionali per applicazioni di ingegneria tissutale, che permetteranno di ricostruire cartilagini gravemente danneggiate. Questa ricerca è stata portata a termine dai Professori Limin Wang del Department of Biomedical Engineering, presso la University of Michigan, a Ann Arbor (Michigan),Michael S. Detamore e Nathan H. Dormer del Department of Chemical and Petroleum Engineering, presso la University of Kansas, a Lawrence (Kansas), e Lynda F. Bonewald del Department of Oral Biology, presso la University of Missouri- Kansas City, a Kansas City (Missouri). Il 13 Gennaio 2010 è stata pubblicata su Tissue Engineering Part A. In uno studio di sei settimane hanno osservato la differenziazione osteogenica delle staminali cordonali su supporti a rete di acido poliglicolico e comparato la densità di semina cellulare per un uso ottimale di ingegneria tissutale ossea. Questa è stata individuata in 5, 25, o 50x10 6 cellule/ml di scaffold e, quindi, messe in coltura in un medium osteogenico. Dopo 0, 3 e 6 settimane sono state valutate la proliferazione cellulare, la differenziazione verso il tessuto cartilagineo e la formazione di matrice. L' interazione positiva tra staminali del cordone ombelicale e supporto di acido poliglicolico ha portato ad un miglioramento della differenziazione osteogenica, dimostrata con l' aumento dell' attività della fosfatasi alcalina e della sintesi di collagene, nonché con l' incorporazione del calcio nella matrice extracellulare, che cresce con l' aumentare della densità delle staminali cordonali. Esso ha causato un incremento del fattore di trascrizione RUNX2, del collagene di tipo I e dei livelli d' espressione del gene per l' osteocalcina, tutti indicatori di un perfezionamento della differenziazione verso il tessuto cartilagineo. 10
L'artrite reumatoide è una malattia cronica con predisposizione famigliare, caratterizzata da infiammazione delle articolazioni periferiche distribuita simmetricamente. Ha una prevalenza tra 0,3 e l' 1%, con una maggiore presenza nei paesi ricchi, dove raggiunge il 2%. Colpisce più frequentemente il quarto-quinto decennio di vita e le donne, tre volte più degli uomini. E' preceduta da periodi di varia durata di malessere generale, astenia e febbricola, prima della comparsa della sintomatologia articolare. Con il tempo si instaura un' intensa sintomatologia dolorosa e rigidità, che compare al risveglio e può perdurare a lungo. Colpisce anche le grandi articolazioni, ma soprattutto le piccole, come le prossimali delle falangi delle mani e dei piedi. Il dolore si avverte anche a riposo, è accentuato da movimenti attivi o passivi, come dalla palpazione, e si riacutizza durante il sonno, con la difficoltà nel trovare una posizione antalgica. Le articolazioni si presentano tumefatte e pastose, calde al tatto, mentre intorno ad esse la muscolatura mostra una contrattura dolorosa. 1) Yanying Liu, e all. - Therapeutic potential of human umbilical cord mesenchymal stem cells in the treatment of rheumatoid arthritis - Arthritis Research & Therapy - Novembre 2010 2) Stem Cell Therapies - 2006 3) Jorgensen C, Gordeladze J, Noel D. - Tissue engineering through autologous mesenchymal stem cells. Current Opinion in Biotechnology - 2004; 15(5): 406-10. 4) Mao JJ. - Stem-cell-driven regeneration of synovial joints. - Biology of the Cell - 2005; 97(5): 289-301. 5) Johannes Grisar, MD; Daniel Aletaha, MD; Carl W. Steiner, CT; Theresa Kapral, MD; Sabine Steiner, MD;Daniela Seidinger, MT; Günter Weigel, MD; Ilse Schwarzinger, MD; Wolfgang Wolozcszuk, PhD;Günter Steiner, PhD; Josef S. Smolen, MD - Circulation. - 2005;111:204-211 - 2005 American Heart Association, Inc. 6) Sarah Price - Nature Reviews Rheumatology 7, 69 - February 2011 - doi:10.1038/nrrheum.2010.215 7) Liu Y, Mu R, Wang S, Long L, Liu X, Li R, Sun J, Guo J, Zhang X, Guo J, Yu P, Li C, Liu X,Huang Z, Wang D, Li H, Gu Z, Liu B, Li Z - Arthritis Research & Therapy - 2010;12(6):R210. Epub 2010 Nov 16. 8) Alan Tyndall, Frederic A Houssiau - Annals of the Rheumatic Diseases 2010;69:1413-1414 doi: 10.1136/ard. - 2010.132639 9) Bhattacharya N. - Clin Exp Obstet Gynecol. - 2006;33(1):28-33. 10) Limin Wang, Ph.D., Nathan H. Dormer, B.S.,Lynda F. Bonewald, Ph.D., and Michael S. Detamore, Ph.D.Tissue Engineering Part A. June 2010, 16(6): 1937-1948. doi:10.1089/ten.tea.2009.0706.