Un approccio promettente all’ingegneria tissutale per i trapianti mette in mostra le proprie potenzialità
I muscoli scheletrici ci consentono di muovere le diverse parti del nostro corpo, persino i bulbi oculari, grazie all’aiuto dei tendini (tessuti connettivi fibrosi densi) che li collegano ai loro organi bersaglio. Forze intense, ripetitive e meccaniche nel corso della nostra vita possono rendere i tendini soggetti a degenerazione, lesioni e lacerazioni dovute a invecchiamento o uso eccessivo. Le lesioni ai tendini non incidono solamente sulla qualità della vita, ma determinano anche costi nell’ordine dei milioni di dollari a causa del denaro speso per trattamenti da seguire o di quello non guadagnato in seguito all’incapacità di lavorare. Il programma Marie Skłodowska-Curie ha sostenuto l’istituzione di una rete europea di formazione per affrontare questo problema. Attraverso il progetto Tendon Therapy Train, questa rete ha dimostrato di riuscire a formare tessuti tridimensionali simili a tendini a partire da colture di cellule tendinee (tenociti) e attraverso la differenziazione di cellule staminali prelevate dal midollo osseo e derivate dal tessuto adiposo. Questo approccio dal basso verso l’alto nei confronti dell’ingegneria tissutale si sta dimostrando efficace anche con altri tessuti e potrebbe consentire di realizzare trapianti veloci, economici e clinicamente pertinenti con migliori esiti per svariate condizioni patologiche.
Imitare la natura
Gli innesti di tessuto sono attualmente lo standard di riferimento per le riparazioni tissutali, ma devono affrontare numerose sfide. Tra queste figurano la limitata disponibilità di tessuto prelevabile dal corpo di un paziente e i rischi legati alle infezioni e ai rigetti di tessuti provenienti da altre persone o specie. Per risolvere questi problemi, il coordinatore del progetto, Dimitrios Zeugolis dell’Università statale irlandese a Galway, e il suo team si sono prefissi di sviluppare mediante coltura un tessuto tendineo tridimensionale avvalendosi di principi di autoassemblaggio. Università, imprese e ospedali hanno collaborato con 15 dottorandi per sviluppare ambienti di coltura ex vivo simili a quelli dei tessuti tendinei nativi. I giovani ricercatori hanno impiegato approcci diversificati per superare le sfide, oltrepassare le aspettative e fare luce sul potenziale futuro. Zeugolis afferma: «Introdurre macromolecole inerti nel terreno di coltura per “riempire” lo spazio di coltura cellulare si è rivelata un’operazione molto efficace. In tal modo è stato possibile incrementare la deposizione della matrice extracellulare, consentendoci di coltivare un tessuto di dimensioni impiantabili molto più velocemente rispetto a quanto era possibile fare in precedenza». Un’impalcatura di collagene a tre strati concepita per il tessuto dell’entesi (ovvero il punto il cui il tendine si inserisce sulle ossa, una zona caratterizzata da una significativa concentrazione di sollecitazioni) ha indotto la differenziazione delle cellule staminali prelevate dal midollo osseo nei tre diversi lignaggi presenti nell’entesi. Zeugolis continua: «Si è trattato di un compito particolarmente difficoltoso da svolgere a livello tecnico e siamo molto entusiasti dei risultati ottenuti e del potenziale impatto dimostrato». Un progetto per il futuro è un prototipo di innesto cutaneo per cui è stata sinora effettuata una prova di concetto preclinica (in modelli animali attraverso i primi test di sicurezza). Un percorso non pianificato che ha anch’esso dimostrato di indurre la crescita in modo promettente è stata la scelta di utilizzare polimeri termoreattivi come substrati.
Ampliare il campo di applicazione dei tendini
«Il nostro principale vantaggio è quello di disporre di una quantità di matrice extracellulare molto maggiore rispetto a quella abituale. Questa matrice fornisce struttura e sostanza alle cellule e consente di realizzare un tessuto molto più sano, in grado di mantenere il proprio fenotipo per l’efficacia clinica», sintetizza Zeugolis. Il mercato della medicina rigenerativa è stato valutato pari a 5,4 miliardi di USD nel 2016 e, secondo le stime, raggiungerà i 39,3 miliardi di USD entro il 2023, con un tasso di crescita annuo medio del 32,2 %. I risultati ottenuti dall’ingegneria tridimensionale dei tessuti svolta nell’ambito del progetto sono in procinto di immettersi in tale mercato, iniziando con la guarigione delle ferite e la riparazione dei tendini. I prossimi obiettivi potrebbero essere rappresentati da applicazioni per tessuti ossei, cartilaginei e oculari. Grazie al progetto Tendon Therapy Train, trapianti di tessuti convenienti ed efficaci hanno lasciato i blocchi di partenza e sono in corsa verso la disponibilità.
Parole chiave
Tendon Therapy Train, tessuto, tendine, cultura, trapianto, matrice extracellulare, entesi, innesto, ingegneria tissutale, cellula staminale, medicina rigenerativa, impalcatura, guarigione delle ferite
