Crescita in vivo di tessuto osseo per trapianti grazie al bioreattore osseo
Un nuovo metodo messo a punto da un gruppo internazionale di ingegneri biomedici ha dimostrato per la prima volta che è possibile far crescere del tessuto osseo nuovo sano in una zona del corpo e utilizzarlo poi per ricostruire un osso danneggiato in un'altra parte. Il metodo presenta tutti i requisiti per modificare in futuro l'approccio all'ingegneria dei tessuti e dovrebbe inoltre avere importanti applicazioni per l'ingegneria di altri tipi di tessuti. La scoperta è stata resa nota in un articolo pubblicato di recente nella rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. Il tessuto osseo vivo cresce e si rimodella continuamente, ma ogni tentativo di stimolazione della crescita di tessuto osseo al di fuori del corpo - in vitro - sono falliti. Tentativi recenti di stimolare la crescita ossea all'interno del corpo stesso - in vivo - hanno ottenuto modesti risultati, oltre a risultare estremamente complessi, dispendiosi e inaffidabili. L'approccio attualmente seguito dai chirurghi ortopedici per riparare le fratture ossee gravi consiste nella rimozione di piccole porzioni di osso da una costola o dall'anca del paziente per reimpiantarli sull'osso fratturato. Si applica lo stesso metodo per la fusione di vertebre spinali nel trattamento di gravi danni alla spina dorsale e di mal di schiena. Benché funzioni bene nella parte curata, l'operazione di asportazione è estremamente dolorosa e può causare gravi complicazioni. Il nuovo approccio si fonda invece sulla risposta naturale dell'organismo alle ferite. Gli scienziati creano un'area particolare sulla superficie dell'osso sano auspicando che il corpo reagisca riempiendo la cavità con nuovo tessuto osseo. Le ossa lunghe del corpo sono ricoperte da una sottile pellicola detta periostio, paragonabile al nastro adesivo: la parte esterna è resistente e fibrosa, mentre la parte interna è ricoperta da uno strato di speciali cellule pluripotenti, in grado di trasformarsi nei vari tipi di tessuto scheletrico. Il gruppo di ingegneri biomedici ha deciso di creare lo spazio del bioreattore proprio sotto questo strato esterno, praticando un piccolo foro nel periostio e iniettandovi della soluzione salina. Questa ha distaccato lo strato dall'osso sottostante, gonfiandolo leggermente. Una volta ottenuta una cavità della dimensione e forma voluta, i ricercatori hanno rimosso l'acqua sostituendola con un comune gel in commercio per l'impianto di cellule nel corpo umano, contenente calcio, noto attivatore della crescita ossea. La maggiore preoccupazione degli scienziati era che il bioreattore si riempisse, anziché di tessuto osseo, di tessuto cicatriziale, ma ciò non è avvenuto. Il processo si è dimostrato corretto, e la cavità si è riempita di nuovo osso non distinguibile dal tessuto originale. Utilizzando conigli adulti, una specie le cui ossa sono assai simili a quelle umane, i ricercatori hanno scoperto inaspettatamente che questa zona, da loro chiamata "bioreattore in vivo", si è riempita di tessuto osseo sano in circa sei settimane. Non è stata necessaria alcuna stimolazione dell'osso con fattori di crescita, come avvenuto nei precedenti tentativi in vivo. Si è scoperto inoltre che il nuovo tessuto si distacca con facilità prima che si saldi all'osso originale, lasciando l'osso sostanzialmente intatto, a parte la cicatrice. "Se il nuovo metodo verrà confermato", spiega V. Prasad Shastri, professore associato di ingegneria biomedica alla Vanderbilt University, che ha diretto l'esperimento, "si potrà far crescere nuovo tessuto osseo per tutti i tipi di ricostruzione, invece di prelevarlo dalle altre ossa. Per i pazienti con gravi patologie ossee, si potrebbe addirittura far crescere del tessuto sostitutivo in fase iniziale per poi congelarlo in attesa di servirsene eventualmente". Molly Stevens, coautrice e attualmente docente all'Imperial College (Regno Unito), spiega che "il nuovo osso ha robustezza e proprietà meccaniche paragonabili a quelle dell'osso naturale e, dal momento che il tessuto prelevato è fresco, si integra perfettamente nel sito ricevente". In una prossima fase il gruppo procederà ai necessari studi su animali di grande taglia e a test clinici per determinare se la procedura è applicabile all'uomo ed eventualmente ricevere l'autorizzazione per il trattamento sull'uomo. Inoltre, poiché anche il fegato e il pancreas presentano strati superficiali simili al periostio, i ricercatori prevedono di verificare il metodo anche su questi tessuti.
Paesi
Regno Unito