Ossa dalla pelle

Tessuto osseo cellule staminaliDopo l’interessante annuncio del professor Polak, dell’Imperial College London, di essere riuscito a creare tessuto polmonare dalle staminali, è la volta di una scoperta tutta italiana: tessuto osseo da cellule cutanee.

Potrebbe non essere infatti lontano il giorno in cui saremo in grado di costruire il tessuto osseo dalle nostre stesse cellule alla bisogna. Il lavoro che il gruppo guidato da Enrico Pola, dirigente medico del Dipartimento di Ortopedia e Traumatologia dell’Università Cattolica – Policlinico Gemelli di Roma (diretto dal prof. Carlo Logroscino), ha pubblicato su Gene Therapy (Nature Publishing Group) di settembre apre infatti la strada a una tecnica innovativa per ottenere la formazione di osso in vivo.
 
Si tratta della prosecuzione di una importante ricerca iniziata nel 2002 dal Dr. Pola in collaborazione con Paul D. Robbins e Wanda Lattanzi (ricercatrice dell’ Università Cattolica) presso il Dipartimento di Biologia Molecolare dell’Università di Pittsburgh (Usa).
 
Al progetto, coordinato da Pola, attualmente collaborano gli istituti di Anatomia Umana e Biologia Cellulare, Medicina Interna, Otorinolaringoiatria e Ortopedia della Cattolica di Roma, con il contributo anche del CNR di Faenza e dell’Istituto Superiore di Sanità.

“L’obiettivo del lavoro”, spiega Pola, che è stato fra l’altro anche ricercatore Telethon fino al 2004, “era quello di formare dell’osso con un nuovo tipo di terapia genica”.
Il lavoro appena pubblicato dimostra la possibilità di poter ottenere la formazione di osso in tre diversi modelli chirurgici sperimentali. Questa tecnica in futuro potrebbe essere applicata anche su pazienti. Tutto ciò grazie all’impianto di fibroblasti cutanei, un tipo di cellule presenti in tutti i tessuti molto semplici da isolare, che si possono ottenere con una biopsia della pelle.

“In seguito – continua Pola – modifichiamo i fibroblasti con un gene da noi scoperto nel 2004, il Lim Mineralization Protein-3 (LMP3). Questa modificazione genetica li trasforma in cellule in grado di indurre la formazione di cellule di osso con grandissima efficienza”.

Nell’articolo, i ricercatori hanno dimostrato la fattibilità di questo intervento su modelli animali, per tre possibili tipi di intervento chirurgico ortopedico applicabili all’uomo.

“Il primo tipo di intervento che abbiamo studiato è relativo alla formazione di osso cosiddetto ‘ectopico’, che si forma cioè in punti dove non è presente lo scheletro: si tratta di tutti quei casi in cui sia necessaria la formazione di osso in punti dove non si forma spontaneamente. Per esempio per riempire grosse perdite di sostanza come negli esiti di svuotamenti chirurgici per il trattamento di tumori ossei”, spiega Pola.
“Un secondo caso importante di possibile applicazione è quello che noi medici chiamiamo artrodesi, cioè la fusione indotta chirurgicamente di un’articolazione, intervento molto frequente in ortopedia. Normalmente si fa un prelievo osseo dal bacino per disporlo tra le  vertebre e fonderle, con complicanze ed effetti collaterali locali anche gravi. Noi siamo riusciti a indurre una fusione vertebrale senza dover effettuare questo prelievo.
 
L’ultima applicazione è quella più importante: la possibilità di guarigione di gravi difetti ossei o gravi fratture, come per esempio una grave frattura della mandibola, che spesso oggi non guarisce del tutto. Con la nostra tecnica, nei ratti che abbiamo studiato siamo riusciti a osservare un efficace consolidamento di questo tipo di frattura”.

I vantaggi di questa tecnica sono sostanzialmente due. Da una parte, la creazione di nuove cellule ossee deriva da cellule autologhe, cioè dalla cute del paziente stesso: quindi il rischio di rigetto è nullo. Il secondo vantaggio è che, grazie a questo metodo, non si fa uso di cellule staminali, né embrionali, né adulte, e si superano dunque tutti i limiti etici e tecnici legati al loro impiego.

Ci sono anche dei vantaggi più strettamente ortopedici, sottolineano i ricercatori: con questo metodo è possibile portare la cellula modificata dal gene esattamente nel punto dove è necessaria la rigenerazione dell’osso. Inoltre l’espressione di questo gene è limitata al tempo necessario per la formazione dell’osso o la guarigione della fattura.

“Un domani la biopsia cutanea potrebbe essere un’operazione ambulatoriale di routine – conclude Pola – e modificando le cellule cutanee grazie al gene LMP3 in un paio di settimane potremmo ottenere cellule di osso da reimpiantare nel paziente su substrati opportunamente disegnati a seconda delle sue esigenze terapeutiche. La speranza è quella di poter arrivare alla sperimentazione sull’uomo entro un paio di anni.
Quello che dobbiamo verificare è che il processo sia altrettanto efficiente su animali grandi quanto lo è sui piccoli mammiferi su cui l’abbiamo sperimentato”. 

Per il futuro Enrico Pola immagina una ulteriore applicazione: provare a costruire una matrice biologica per la formazione di osso da utilizzare nella cura dei cedimenti osteoporotici delle vertebre. Ma questa è un’altra storia.

[maggiori informazioni | foto al microscopio elettronico di Andrew Leonard]

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