IL FUTURO DEI TRAPIANTI NELLE CELLULE STAMINALI E NELLA CHIRURGIA RIGENERATIVA Intervento del professor Carlo Umberto Casciani, commissario straordinario dell Agenzia Regionale del Lazio per i Trapianti e le Patologie connesse in occasione del XX seminario Amni. Cellule staminali: nuove terapie, Milano 4-5 ottobre 2013 Le conoscenze negli ultimi anni si sono fortemente evolute, mantenendo la ricerca sempre vivace e prolifera di novità, permettendo di migliorare sempre di più la qualità di vita. Siamo passati infatti dalla Chirurgia Sostitutiva rappresentata dai trapianti d organo, vera rivoluzione a partire dagli anni 60, alla Medicina e Chirurgia Rigenerativa con i trapianti di tessuti e di cellule che oggi rappresentano la nuova frontiera nell ambito della ricerca scientifica. La Medicina e la Chirurgia Rigenerativa insieme pertanto rappresentano le più recenti applicazioni delle scienze in campo medico, con l obiettivo e la finalità di restituire funzione e integrità a parenchimi e tessuti danneggiati. Si avvalgono di tecnologie biomediche di ingegneria tissutale mirate alla coltivazione e ricostruzione in vitro di tessuti e organi. L approccio relativamente poco invasivo consente al paziente di avere un decorso post-operatorio rapidissimo, utilizzando le proprie cellule e tessuti. L obbiettivo è infatti quello di accelerare i processi di guarigione e di effettuare una ricostruzione tridimensionale dei tessuti danneggiati. Tre gli elementi fondamentali utilizzati nella Medicina e Chirurgia Rigenerativa: Cellule Staminali ottenute dal tessuto adiposo e da altri tessuti. Fattori di Crescita contenuti nelle piastrine e Biomateriali sintetici. Cosa sono le cellule staminali? Sono cellule non specializzate, naturalmente presenti nel nostro organismo che riparano i danni a tessuti e parenchimi, che sono prodotti, entro determinati livelli, da virus, batteri e traumi. 1
Le cellule staminali possono essere: adulte, embrionali, placentari. Le prime sono multi potenti, le embrionali sono totipotenti, cioè possono specializzarsi in ogni tessuto o parenchima. Le placentari presentano alcune peculiarità favorevoli, e sono molto potenti, più delle adulte e sono rare al rigetto. Pertanto si possono usare per via esogena quando il danno prodotto è di notevole entità (D1). Oggi sono usate prevalentemente le adulte provenienti dallo stesso soggetto che subirà il trapianto, pertanto sono autotrapianti, che non hanno il fenomeno del rigetto, anche se manipolate. Tra le strutture indispensabili all impiego di tali metodologie svolgono un ruolo di primaria importanza le banche dei tessuti e i laboratori GMP che hanno il compito di produrre, di acquisire, conservare e distribuire i tessuti certificando la loro idoneità e sicurezza (Dir.2004/23/C.E.). Queste officine GMP potranno sviluppare la produzione di altri tessuti, come le valvole cardiache, i vasi e la ricerca sull uso di cellule staminali sui tumori solidi. Tali strutture pertanto servono a mantenerci competitivi su una materia così emergente ed evolutiva, come quella riguardante le cellule staminali, ma ci permettono anche di seguire e rispettare la legislazione vigente. Negli ultimi anni il nostro impegno in questo settore si è tradotto nella realizzazione di numerose pubblicazioni scientifiche di carattere internazionale nelle quali è stata dimostrata clinicamente ed in vitro, mediante studi di laboratorio, l efficacia di fattori di crescita e gel piastrinico utilizzati da soli o in associazione al tessuto adiposo ricco di cellule staminali nell accelerare i processi di guarigione e la proliferazione cellulare. Notevoli sono le prospettive che apre la ricerca in tale ambito, infatti dalle cellule staminali si possono ottenere la rigenerazione e il ringiovanimento dei parenchimi. Questa linea di ricerca viene perseguita già da molti laboratori, dove attualmente si è ottenuta l organogenesi in vitro, di rene e cuore della cavia partendo dalle sue cellule staminali. Successivamente questi organi sono stati trapiantati nello stesso topino che aveva fornito inizialmente le cellule staminali, venendo a determinare un autotrapianto. 2
Non siamo pertanto di fronte a fantascienza, poiché tali risultati ottenuti nell animale da esperimento potranno essere riportati nell uomo in un futuro assolutamente non lontano attraverso il solo perfezionamento delle tecniche. Basti pensare che attualmente vengono pubblicati nuovi studi e nuove ricerche basate sulle terapie cellulari nel trattamento del diabete. Tra questi svolgono un ruolo di particolare importanza gli studi effettuati da Camillo Ricordi pubblicati negli ultimi anni su riviste di prestigio come Regenerative medicine. Il diabete è una malattia subdola, che non da grandi sintomi, ma viceversa da gravi complicanze: insufficienza renale, si calcola che nelle sale dialisi il 20% sia uremia cronica diabetica, infarto, ictus, tutte complicanze legate a vascolopatia diabetica, inoltre alta incidenza di tumori. Si calcola che il 7% della popolazione non sa di avere il diabete, perché non fa gli esami del sangue. Il diabete è una malattia dismetabolica, cioè legata al metabolismo del glucosio per cui la produzione di insulina è insufficiente e quindi abbiamo l iperglicemia. E una malattia sociale, per l alta incidenza nella società. In Italia secondo i dati ISTAT il 5.5% degli italiani è diabetico, che è un continuo aumento, quindi sono 3.000.000 di diabetici, considerando la popolazione residente in 57.844.017 (D2) in questo grafico sono riportati l incidenza del diabete per fascia d età e per sesso. Poi bisogna considerare quelli che hanno il diabete e l ignorano, non facendosi controllo glicemico, si calcola nel 9% della popolazione. Nel Sud e nelle isole il 6.2%, nel centro il 5.5% e nel Nord il 4.9% questo per aree geografiche. Le cellule staminali si sono rivelate capaci di curare anche le complicanze diabetiche, soprattutto il piede diabetico, che è legato sempre ad una insufficienza vascolare. 3
In questo studio in particolare viene riportato che nel diabete di tipo 1 la sfida è rappresentata dal fatto che dobbiamo considerare strategie atte a ripristinare un auto-tolleranza immunitaria e ad eliminare gli effetti dell'autoimmunità, in modo che il sistema immunitario non distrugga la nuova popolazione di cellule che producono insulina introdotte mediante rigenerazione, riprogrammazione o sostituzione (ad esempio, il trapianto di isole pancreatiche e cellule staminali derivate, cellule producenti insulina). L abrogazione delle effetti di autoimmunità potrebbe essere raggiunta da induzione della tolleranza mediante protezione immunitaria ( es, microambiente ingegnerizzato o barriere fisiche selettivamente permeabili, micro - o nano incapsulamento delle cellule ). Per una terapia di successo, la sostituzione delle cellule che producono insulina, la riprogrammazione o rigenerazione delle stesse da cellule progenitrici deve essere in assenza di immunosoppressione permanente. Le cellule staminali si sono si sono rivelate anche efficaci nel curare le complicanze come il piede diabetico, usate insieme ai fattori di crescita, prima del trattamento con le staminali, il piede diabetico andava amputato. Il problema più rilevante legato ad un ulcera del piede nei diabetici è il rischio di una amputazione maggiore, ossia effettuata sopra la caviglia. Più del 50% di tutte le amputazioni maggiori riguardano proprio i diabetici. Ma il fatto che più deve far riflettere è il seguente: su 100 diabetici amputati circa 84 hanno avuto come causa dell'amputazione un ulcera del piede aggravatasi nel tempo. 4
L'interesse ad avere una classificazione clinica delle fasi del piede diabetico risponde alla necessità di avere dei protocolli di trattamento comuni, basati sull impiego delle metodiche di chirurgia rigenerativa, per stabilire un valore predittivo in termini di guarigione dell'ulcera. La classificazione di Wagner (Meggitt/Wagner) è basata su tre parametri: la profondità dell'ulcera, il grado di infezione e l'estensione della necrosi. Esistono ad oggi pochi mezzi riconosciuti efficaci per trattare queste patologie (medicazioni avanzate, VAC therapy etc.). Le metodiche di chirurgia rigenerativa praticate presso la Chirurgia Plastica dell Università di Roma Tor Vergata e del Policlinico Casilino basate prevalentemente sull impiego di: -Emocomponenti per uso non trasfusionale come PRP (plasma ricco di piastrine) e Filtro Pall -Cellule della Porzione Vasculo Stromale (SVF) di derivazione adiposa -Biomateriali (Acido ialuronico, collagene) Hanno consentito di accelerare il processo di guarigione delle ulcere diabetiche rispetto ai tradizionali trattamenti. In particolare vengono da noi trattati in media ogni anno 360 pazienti con ulcere e perdite di sostanza degli arti inferiori di cui 150 affetti da piede diabetico. 5