Chirurgia rigenerativa con cellule staminali del tessuto adiposo

Rigegerare cartilagine articolazione con cellule mesenchimali

Negli ultimi anni molti scienziati hanno dimostrato l’esistenza di cellule del corpo adulto capaci di riparare o rigenerare tessuti danneggiati. Oggi, grazie alla chirurgia rigenerativa, queste cellule vengono impiegate in campo ortopedico per la cura delle più diffuse patologie a carico di anca e ginocchio.

La cartilagine è un tessuto di sostegno fondamentale per le articolazioni e può andare incontro ad usura a causa dell’artrosi o in presenza di altre patologie provocando dolore articolare e problemi di movimento.

Oggi è possibile intervenire chirurgicamente per stimolare la rigenerazione cartilaginea, ottenendo una naturale ricrescita biologica del tessuto e innescando un processo di autoguarigione, senza l’impiego di materiali sintetici esterni.

Queste nuove metodologie di chirurgia ortopedica rigenerativa sfruttano le cosiddette cellule mesenchimali (cellule staminali adulte di origine adiposa) che vengono prelevate dallo stesso paziente e, dopo una particolare procedura di trattamento, iniettate nell’articolazione danneggiata (innesto autologo).

 

Usura della cartilagine e dolori articolari

Le articolazioni (come anca, ginocchio e spalla) sono le parti anatomiche che permettono l’utilizzo e la movimentazione delle estremità del corpo umano. Queste giunture svolgono un lavoro meccanico continuo e sono protette dalla cartilagine, una struttura complessa che ha il compito di ammortizzare e rendere fluido il movimento articolare.

Avendo una struttura non vascolarizzata la cartilagine ha una limitata la capacità di rigenerazione. Ciò la rende una delle parti del corpo più fragili e soggette all’usura.

Il conseguente avvicinamento dei capi ossei causa dolore con difficoltà nella deambulazione e nel normale di utilizzo dell’arto.

Traumi, malformazioni, errori posturali, patologie infiammatorie e degenerative possono determinare o aggravare un’usura eccessiva e precoce della cartilagine.

In alcuni casi il dolore è destinato a diventare sempre più acuto fino a rendere ardui i movimenti più semplici come scendere e salire dal letto. Quello che è iniziato come un fastidio passeggero può tramutarsi in un dolore cronico influenzando negativamente la sfera lavorativa e privata della persona.

 

Video con le varie fasi dell’intervento di innesto autologo di cellule prelevate dall’adipe dell’addome

 

Chirurgia rigenerativa e cura della cartilagine

Nei casi in cui le terapie conservative (mediche e fisioterapiche) siano inefficaci, è possibile ricorrere alla chirurgia rigenerativa e sottoporsi ad interventi con innesti autologhi di tessuto adiposo.

La chirurgia rigenerativa è una particolare branca della medicina che ha come obiettivo quello di “riparare” cellule, tessuti e organi non con la sostituzione (come nel caso della chirurgia protesica, ad esempio), ma attraverso pratiche tecnologicamente avanzate di rigenerazione cellulare.

Le tecniche rigenerative, nate negli ultimi anni grazie al contributo di programmi di ricerca internazionali, si avvalgono di cellule staminali, riprogrammazione cellulare, terapia genetica e ingegneria tissutale.

Le ricerche sulla chirurgia rigenerativa hanno ottenuto, in ortopedia, grandi risultati rendendo l’impianto autologo di cellule mesenchimali prelevate dall’adipe una valida alternativa nella cura di patologie collegate all’usura cartilagine articolare.

Le cellule mesenchimali sono cellule staminali adulte e indifferenziate capaci di intraprendere percorsi differenziati e mutare in cellule di vari tessuti come cellule del tessuto osseo, adiposo, cartilagineo, cardiaco e muscolare e ancora in cellule neuron-like, cellule endoteliali, epatociti, cellule pancreatiche.1 

 

Cosa sono le cellule mesenchimali adipose?

Le cellule mesenchimali di origine adiposa sono delle cellule staminali adulte estratte direttamente dal grasso corporeo. L’adipe è una fonte unica, facilmente accessibile e abbondante di cellule staminali adulte dall’alto potenziale rigenerativo. Il corpo umano è totalmente ricoperto di tessuto adiposo e in una persona sana rappresenta circa il 10-30% del peso.2 

Le cellule mesenchimali (MSC) sono cellule staminali che hanno proprietà immunomodulatorie, ovvero sono in grado di regolare le alterazioni delle risposte del sistema immunitario, hanno capacità anti-infiammatorie e una volta innestate nell’organismo migrano verso il tessuto danneggiato favorendo i processi rigenerativi in loco.34 

Dopo la scoperta iniziale avvenuta alla fine del XX secolo, i ricercatori hanno isolato le MSC da vari tessuti come il midollo osseo, il sangue del cordone ombelicale, la placenta, il liquido amniotico, il liquido sinoviale, il periostio e il grasso.5 

Le cellule staminali del tessuto adiposo (ASC, ovvero: Adipose Stem Cell) sono state scoperte nel 2000 e sono state studiate per più di 10 anni. L’esito della ricer le ha incoronate come elemento centrale della medicina rigenerativa.6

Le cellule staminali del tessuto adiposo, una volta innestate nell’organismo, sono in grado di stimolare la produzione della cartilagine, migliorare la lubrificazione del comparto intrarticolare, aumentare la distanza tra i capi articolari riducendone l’attrito, mantenere lo spazio articolare per migliorare l’attività visco suppletiva del liquido sinoviale, provocare la rigenerazione cartilaginea a seguito di un evento traumatico o in conseguenza a una malformazione ossea.

Inoltre le ASC hanno una notevole capacità proliferativa sia in vivo, successivamente all’innesto, sia in vitro, in coltura, conservando un potenziale multilineare.7 

 

  • preparazione lipoaspirazione intervento

    Il chirurgo incide il punto di prelievo, inserisce la cannula e inietta il liquido per la lipoaspirazione
  • siringa microsfere vetro

    Alla cannula viene collegata una siringa dotata di microsfere di vetro e inizia la lipoaspirazione
  • Lipoaspirazione grasso addome

    Il chirurgo preleva il materiale adiposo che inizia ad essere processato all’interno della siringa
  • Estrazione cannula per lipoaspirazione

    Prelevata la quantità necessaria, il chirurgo estrae la cannula e sutura il punto di prelievo
  • Tessuto adiposo prelevato dall’addome

    Il materiale, raccolto nella siringa con microsfere di vetro, ha un aspetto denso e un colore acceso
  • Kit monouso chirurgia rigenerativa cellule mesenchimali

    Una volta montato, il kit monouso per la processazione viene collegato con la siringa che contiene il tessuto adiposo
  • Processazione materiale organico di origine adiposa

    La processazione del campione avviene nel kit grazie all’utilizzo di filtri e soluzione fisiologica
  • Estrazione cellule staminali mesenchimali adulte

    Il campione viene estratto dalla valvola di uscita del kit con una siringa dotata di microsfere di vetro
  • Cellule mesenchimali di origine adiposa

    Dopo l’estrazione delle cellule mesenchimali, il materiale adiposo ha un aspetto fluido e di colore chiaro
  • Shaving articolare in artroscopia

    Il chirurgo pulisce la cavità articolare in artroscopia per favorire l’integrazione tra il tessuto e l’innesto
  • Innesto autologo cellule staminali in cavità articolare

    Il chirurgo esegue l’innesto delle cellule adipose tramite una siringa direttamente nella cavità articolare
  • Bendaggio compressivo intervento chirurgico

    Il punto di prelievo viene medicato con un bendaggio compressivo e il paziente viene dimesso

Come si svolge l’intervento di chirurgia rigenerativa?

L’innesto autologo di ASC è un’operazione che prevede il prelievo e l’innesto di cellule mesenchimali adipose dal paziente che è contemporaneamente donatore e ricevente.

Utilizzare questo meccanismo ha diversi vantaggi quali: scarsa possibilità di rigetto, impossibilità di contrarre malattie infettive da altro donatore, facilità di riassorbimento da parte dell’organismo e tempi di recupero veloci con benefici a medio lungo termine.

L’intervento avviene senza ricovero e complessivamente ha una durata di circa 30 minuti. Avviene in un unico tempo operatorio e viene svolto secondo una prassi mini-invasiva.

Dopo l’anestesia locale – o generale a seconda delle necessità del paziente – il chirurgo effettua una piccola incisione nella zona addominale e procede con la lipoaspirazione aiutandosi con lievi pressioni nel punto di prelievo.

Il grasso recuperato viene processato attraverso un apposito kit monouso. Il materiale, pulito e purificato dai residui, assume una consistenza liquida. Finita la processazione, della durata di pochi minuti, vengono isolate le cellule mesenchimali pronte per essere iniettate.

In artroscopia si procede allo shaving articolare, ovvero alla pulizia cartilaginea, rimuovendo eventuali porzioni danneggiate. Infine viene effettuato l’innesto autologo di tessuto adiposo all’interno della cavità articolare.

Al termine dell’intervento la zona del prelievo viene suturata e coperta con un bendaggio compressivo. Dopo il trattamento in alcuni soggetti è possibile notare un lieve gonfiore nel punto della lipoaspirazione. In genere è consigliato tenere la medicazione per circa una settimana e, a seconda del caso clinico, lo specialista potrà prescrivere un breve percorso riabilitativo.

 

Cellule mesenchimali e trattamento dell’artrosi

Le principali patologie che colpiscono la cartilagine sono le patologie reumatiche in particolare l’artrite e l’artrosi.

Un’équipe di ricercatori internazionali ha di recente monitorato l’effetto dell’innesto autologo di cellule mesenchimali adipose nelle articolazioni di ginocchio e anca a intervalli regolari durante l’anno successivo all’operazione.

Lo studio, condotto dal King Abdulaziz University Hospital in Arabia Saudita, ha coinvolto 1.128 persone affette da artrosi dal 2° al 4° stadio e quasi l’85% erano in stato di sovrappeso o obesità.

A distanza di 3/6 mesi dal trattamento coloro che avevano un indice di massa corporea maggiore e un grado di artrosi più avanzato presentavano una lenta rigenerazione cartilaginea.

Un ulteriore monitoraggio effettuato sugli stessi pazienti a distanza di 6/12 mesi dalla terapia, mostrava che i pazienti avevano raggiunto lo stesso risultato clinico di pazienti con artrosi ad un livello minore e un minor indice di massa corporea.

I ricercatori hanno concluso che l’infiltrazione autologa di cellule staminali adipose può essere considerata una terapia efficace, sicura e duratura, in grado di migliorare la qualità della vita del paziente.8910 

  1. Maurizi, Giulia. “Caratterizzazione fenotipica, molecolare e proprietà immunoregolatorie delle Cellule Staminali Mesenchimali”, Università Politecnica delle Marche, 2009/2011, pag. 16
  2. Bianconi, Eva. “Ricerca di nuove strategie differenziative: analisi degli effetti di stimoli fisici e molecolari su cellule mesenchimali umane isolate da tessuto adiposo”, Università degli studi di Bologna, 2014, pag 11 – 12
  3. Caplan Mesenchymal stem cells environmentally responsive therapeutics for regenerative medicine, 2013, pag. 1
  4. Bianconi, Eva. “Ricerca di nuove strategie differenziative: analisi degli effetti di stimoli fisici e molecolari su cellule mesenchimali umane isolate da tessuto adiposo”, Università degli studi di Bologna, 2014, pag 22
  5. Caplan Mesenchymal stem cells environmentally responsive therapeutics for regenerative medicine, Tissue sources of MSC,  2013, pag. 1
  6. aaps Recent Advancements in Autologous Fat Grafting pag. 2, 4
  7. HTA Medica.”Lipocell, Micro-fat graft”, htamedica.com, (Brochure Lipocell), pag. 1
  8. Osteoarthritis therapy using adipose tissue-derived stromal vascular fraction cells, 2014, pag. 17-18
  9. Caplan Mesenchymal stem cells environmentally responsive therapeutics for regenerative medicine, 2013, pag.5 – 6
  10. HTA Medica.”Utilizzo della tecnica Lipocell in ambito ortopedico”, htamedica.com, 08/10/2015,pag. 2

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