Artrosi-Immagine Credit Public Domain-
Gli scienziati del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) hanno creato una promettente terapia cellulare iniettabile per il trattamento dell’artrosi che riduce l’infiammazione e rigenera anche la cartilagine articolare.
Recentemente identificata dalla Food and Drug Administration come una crisi di salute pubblica, l’artrosi colpisce più di 520 milioni di persone in tutto il mondo causando dolore e infiammazione. L’artrosi è tipicamente indotta da stress meccanico o traumatico nell’articolazione, che porta a danni alla cartilagine che non possono essere riparati naturalmente.
“Senza una migliore comprensione di ciò che guida l’inizio e la progressione dell’osteoartrosi, il trattamento efficace è stato limitato“, ha affermato l’autore principale Johanna Bolander di WFIRM. “Inizialmente, abbiamo studiato cosa va storto nelle articolazioni osteoartritiche, abbiamo confrontato questi processi con ambienti funzionali e abbiamo utilizzato queste informazioni per sviluppare un trattamento cellulare immunoterapico“.
L’artrosi è una malattia del sistema articolare. L’articolazione include una membrana sinoviale, un tessuto connettivo che riveste la superficie interna dell’articolazione. La membrana funziona per proteggere l’articolazione e secerne un fluido lubrificante pieno di elementi cellulari necessari per mantenere un ambiente sano e per fornire movimento senza attrito.
Nelle articolazioni sane quando si verifica una lesione, il corpo recluta un esercito di cellule infiammatorie e le invia al sito della lesione per contribuire alla pulizia dei tessuti danneggiati. Nell’articolazione osteoartritica, invece, una lesione traumatica porta all’infiammazione della membrana sinoviale e al danno cartilagineo.
“Con il tempo, l’infiammazione peggiora, portando alla degradazione della cartilagine che riveste le ossa articolari e all’infiammazione cronica nei tessuti circostanti. Per i pazienti, questo provoca dolore intenso, gonfiore e spesso limita le attività quotidiane“, ha detto il coautore Gary Poehling, MD., un chirurgo ortopedico presso l’Atrium Health Wake Forest Baptist.
Per questo studio, pubblicato su Science Advances, la rivista dell’American Association for the Advancement of Science, il team di ricerca ha deciso di indagare su ciò che avviene nell’ambiente articolare osteoartritico e impedisce il processo di guarigione.
“Abbiamo valutato se la popolazione cellulare presente nell’ambiente del fluido articolare non avesse la capacità di contribuire alla riparazione funzionale dei tessuti o se c’è qualcosa nell’ambiente che compromette la loro capacità di farlo“, ha detto Gustavo Moviglia, Ph.D., a Ricercatore WFIRM.
Il team ha isolato le cellule dal fluido articolare di pazienti osteoartritici, ha separato le cellule dal fluido e le ha studiate da sole, ma anche in presenza del fluido autologo. Separate dal fluido, hanno visto che le cellule avevano la capacità di sottoporsi ai processi necessari per la riparazione funzionale dei tessuti. Quando hanno aggiunto una piccola percentuale del fluido al test della coltura cellulare, le capacità delle cellule sono state compromesse – non potevano svolgere il loro lavoro – suggerendo che lo specifico ambiente osteoartritico le ferma.
Spiegano gli autori:
“In un ambiente rigenerativo sano, la risposta generale dei tessuti al trauma include un’attivazione immediata dei neutrofili pro-infiammatori, che porta alla decontaminazione e alla rimozione dei detriti nel sito della lesione e al reclutamento di monociti infiltranti. Successivamente, le citochine secrete dai neutrofili guidano la differenziazione dei monociti attivati in macrofagi, che rimuovono le cellule apoptotiche e funzionano come cellule presentanti l’antigene per le cellule T helper antinfiammatorie e pro-rigenerative (cellule T) specificamente attivate per il tessuto danneggiato. Questo passaggio previene l’ulteriore afflusso di leucociti e guida l’ambiente danneggiato verso un processo pro-rigenerativo. Il successo dell’inizio della fase pro-rigenerativa porta al reclutamento di cellule progenitrici che, sotto la guida delle cellule immunitarie pro-rigenerative, contribuiscono alla rigenerazione dei tessuti. Di conseguenza, le cascate di segnalazione che guidano l’equilibrio, la polarizzazione e la successiva azione delle cellule immunitarie, comprese le cellule T helper 1 (T H 1), T H 2 e T H 17 e T regolatorie, i macrofagi e i mastociti, sono cruciali per la transizione funzionale alla fase pro-rigenerativa. Durante l’inizio dell’OA, la risposta pro-infiammatoria persiste come evidenziato da (i) cellule pro-infiammatorie nel liquido sinoviale (SF), (ii) citochine pro-infiammatorie nel SF, e (iii) deterioramento della cartilagine articolare. I microdifetti osteocondrali a tutto spessore nei topi giovani hanno mostrato il potenziale per guarire. La guarigione è preceduta da un ispessimento della membrana sinoviale 7 giorni dopo la lesione, in combinazione con la proliferazione delle cellule progenitrici CD44 + e proteoglicano 4 (PRG4 + ) che successivamente riempiono l’ambiente del difetto. Sulla base di questi risultati, si può ipotizzare che la rigenerazione funzionale dei difetti osteocondrali possa avvenire attraverso l’attivazione di opportune cellule progenitrici reclutate dai tessuti circostanti, come la membrana sinoviale, all’inizio della fase pro-rigenerativa dal tessuto locale cellule immunitarie. Una volta che questi progenitori vengono attivati dal trauma, migrano verso il sito del difetto dove si attaccano, proliferano e subiscono una differenziazione condrogenica per contribuire alla rigenerazione dei tessuti. Successivamente, si può ipotizzare che elementi nell’ambiente dell’OA sinoviale possano interferire con uno qualsiasi di questi passaggi cruciali, compromettendo il potenziale rigenerativo. Questi elementi sarebbero quindi una causa e, di conseguenza, un obiettivo per trattare e potenzialmente curare l’OA in modo clinicamente efficace“.
Vedi anche:Artrosi: come cambia la composizione del liquido sinoviale
Sulla base di questi risultati e di ciò che si sa sulla riparazione funzionale dei tessuti, è stata progettata una terapia cellulare in grado di superare l’ambiente infiammatorio e anche di rigenerare la cartilagine.
“Le cellule immunitarie attivate dalla cartilagine che colpiscono l’infiammazione, combinate con le cellule progenitrici aiutano la rigenerazione dei tessuti“, ha affermato Anthony Atala, MD, autore senior e Direttore di WFIRM. “C’è davvero una comunicazione dinamica tra queste due popolazioni cellulari che è cruciale per l’efficacia del trattamento“.
La combinazione di cellule porta al trattamento simultaneo di molti degli aspetti coinvolti nell’osteoartrosi: infiammazione sinoviale, degradazione della cartilagine, sclerosi ossea subcondrale e innervazione dei neuroni sensoriali del dolore.
La terapia è stata testata in un modello preclinico e si è scoperto che ha la capacità di invertire il danno cartilagineo nella membrana sinoviale e di diminuire anche l’infiammazione. Per valutare l’efficacia clinica, è stato condotto uno studio sull’uso compassionevole in nove pazienti con artrosi confermata che hanno ricevuto ciascuno una o due iniezioni. L’efficacia è stata valutata attraverso il punteggio del dolore e della vita funzionale, scansioni MRI prima e dopo il trattamento ed è stata ottenuta una biopsia da un paziente.
Una volta trattati, i pazienti hanno sperimentato una migliore qualità della vita, la capacità di partecipare ad attività ricreative e una riduzione del dolore. Inoltre, gli studi di risonanza magnetica hanno confermato la rigenerazione della cartilagine. Sono necessari ulteriori studi clinici per valutare l’esito in una popolazione di pazienti più ampia e per valutare le potenziali differenze nei pazienti in sottogruppi specifici.
Fonte:Science Advances
