Quando nel 1981 Sir Martin John Evans pubblicò prove delle prime colture di cellule staminali embrionali, la ricerca offrì un barlume di speranza in campo medico. Molti pensavano che queste cellule non specializzate potessero essere una panacea.
L'idea è allettante: con un po 'di persuasione, queste cellule hanno il potenziale per trasformarsi in qualsiasi cosa, dalla pelle alla cartilagine. Potrebbero persino crescere in organi o parti del corpo completi. E negli ultimi anni, i ricercatori hanno imparato che queste cellule hanno un'altra proprietà speciale: possono stimolare la crescita nei tessuti vicini.
Tredici anni fa, fu quest'ultima proprietà ad attirare Anthony Hollander, direttore dell'Istituto di Biologia Integrativa dell'Università di Liverpool, per scoprire nuovi modi per riparare le lacrime del menisco in ginocchio. Ora, Hollander e il suo team hanno finalmente completato il primo processo umano del cosiddetto "bendaggio vivente". E oggi gli è stato ufficialmente concesso un brevetto (brevetto USA n. 9.539.364) per l'invenzione.
La benda è costituita da un sottile ponteggio di collagene, una proteina presente nel tessuto connettivo che può formare un materiale poroso ma resistente. I ricercatori hanno infuso questo strato con un tipo di cellule staminali, note come cellule mesenchimali, coltivate dal midollo osseo di ciascun paziente. Durante la riparazione, il medico posiziona la benda tra i due lati del menisco e quindi sutura insieme il sandwich meniscale-collagene. L'idea è che le cellule staminali emettono fattori di crescita che promuovono la guarigione del tessuto del menisco, aiutando le due parti a ricongiungersi.
Il nuovo studio, pubblicato di recente su Stem Cells Translational Medicine, ha documentato il primo test di questo bendaggio in cinque soggetti umani di età compresa tra 18 e 45 anni con lacrime di menisco. Dopo due anni, tre dei pazienti sono rimasti liberi dai sintomi.
Le lacrime del menisco sono una lesione comune, ma sono notoriamente difficili da riparare. Questa coppia di anelli di cartilagine a forma di c in ciascun ginocchio agisce come ammortizzatori, attutendo il ginocchio dagli impatti mentre si cammina, si corre, si salta e si fa un affondo. Proteggono i tappi di cartilagine che coprono le estremità delle ossa che si uniscono nel ginocchio. Con l'avanzare dell'età, tuttavia, lo stress continuo provoca l'usura dei menischi, il che significa lacrime.
Il problema, spiega Hollander, è che il menisco non guarisce come un taglio sul braccio. Le lacrime ai bordi esterni del disco guariscono relativamente bene. Questa regione, nota come zona rosso-rossa, ha un afflusso di sangue relativamente buono. Ma ciò diminuisce verso i bordi interni del disco, noto come zona bianco-bianca. Le lacrime in questa regione non si riparano facilmente da sole. Le lesioni affrontate in questo studio si verificano tutte nella regione di vascolarizzazione intermedia (zona rosso-bianca) e nella zona bianco-bianca, il che significa che queste lacrime sono le più difficili da riparare.
Fino agli ultimi decenni, la riparazione delle lacrime del menisco era la rimozione di parte o di tutto il menisco contenente la rottura. Ma i ricercatori ora credono che questo lasci le articolazioni più sensibili all'osteoartrite, una condizione degenerativa delle articolazioni. Senza il cuscino del menisco si ritiene che l'articolazione subisca una maggiore usura poiché la cartilagine del ginocchio viene sollecitata durante le attività quotidiane di base come camminare e salire le scale. Anche così, questa procedura rimane il trattamento più comune per le lacrime del menisco.
Quindi le cellule staminali sono la soluzione?
"Non sto saltando giù dalla mia sedia dicendo che devo prendere questa tecnologia e devo impiegarla nella mia pratica", afferma Howard Luks, capo della medicina dello sport al New York Medical College. Non solo il test aveva un gruppo di test relativamente piccolo (cinque persone), ma aveva un modesto tasso di successo (tre su cinque).
Luks, tuttavia, riconosce che i risultati mostrano qualche promessa. "La lacrima nella loro carta qui è una lacrima molto complessa e il tuo ortopedico medio non può farlo", dice. "Possono riparare alcune lacrime, ma sarebbe più difficile riparare quello che hanno riparato."
Ci sono, tuttavia, più fattori in gioco nello sviluppo dell'osteoartrite, osserva. "Per troppo tempo abbiamo pensato a un processo meccanicistico", afferma. Sebbene la rimozione del menisco possa scatenare l'artrosi, è uno dei molti fattori che possono stimolare l'insorgenza della malattia.
Probabilmente anche la biochimica è coinvolta, afferma Luks. Lesioni o impatto eccessivo nell'articolazione possono scatenare quella che lui chiama una "cascata chimica" nelle ginocchia. "Le sostanze chimiche e i composti all'interno del ginocchio diventano ostili alla vitalità della cartilagine rimanente", afferma. E una volta avviato il processo, i medici non hanno ancora capito come fermarlo. Quindi, se i pazienti in questo studio svilupperanno l'artrosi è ancora sconosciuto.
Altri metodi di riparazione fisica hanno dimostrato di essere ugualmente efficaci per riparare tali lacrime, note di Luks, incluso un metodo noto come terapia di abrasione. In questa procedura, il chirurgo rade il rivestimento dell'articolazione del ginocchio (sinovia) per indurre sanguinamento e favorire la ricrescita del menisco.
"Per decenni abbiamo evitato di riparare i menischi nella zona bianco-bianca con il pensiero che semplicemente non avrebbe funzionato", dice. "Ma poi alcuni di noi hanno iniziato a ripararli e abbiamo scoperto che funzionava."
Scott Rodeo, ricercatore di tessuti e clinico presso l'Ospedale per Chirurgia Speciale di New York City, ha avuto un altro problema con lo studio: "Non esiste un gruppo di controllo", afferma. "Non c'è tracciabilità dell'impianto stesso."
Questo primo test sull'uomo, tuttavia, era destinato a testare la sicurezza della benda vivente, afferma Hollander. Poiché i tassi di fallimento sono alti per la chirurgia nella zona bianca del menisco, dice, "siamo fiduciosi nel concludere che ci sono stati alcuni benefici diretti del trattamento". Sebbene speri di avere un gruppo di controllo in studi futuri, nota che ci sono preoccupazioni etiche in questo gruppo. "Poiché ci sono molte prove che l'intervento chirurgico da solo non riesce", dice, avere pazienti sottoposti a tale procedura potrebbe essere considerato non etico.
La benda vivente è, tuttavia, uno dei metodi più promettenti di utilizzo delle cellule staminali nella riparazione del menisco. Quando Hollander iniziò la ricerca in questo campo, la maggior parte degli altri gruppi stava tentando di utilizzare strutture di collagene infuse con cellule staminali come base per le cellule staminali per far crescere il tessuto che riempie le sezioni rotte del menisco. "Quando stai facendo ingegneria dei tessuti stai riempiendo lo spazio, stai creando un grosso pezzo di tessuto", spiega Hollander.
Hollander, tuttavia, aveva una vaga idea che questi metodi non avrebbero funzionato. Le cellule staminali sono estremamente difficili da controllare una volta inserite nelle articolazioni. "Il ginocchio è un ambiente molto ostile", afferma Luks. "[Quindi] queste cellule in genere non vivono a lungo nel ginocchio e non si comportano nello stesso modo in cui pensavamo che avrebbero".
Per finire, Hollander voleva provare qualcosa di diverso. "Non mi piace fare la stessa cosa delle altre persone", dice ridendo. Così ha deciso di provare a sfruttare altre proprietà delle cellule staminali, sviluppando infine la benda vivente. Da allora ha sviluppato una società spin-off, Azelon, per commercializzare il prodotto.
Al giorno d'oggi, molti medici stanno già rivendicando un uso efficace delle cellule staminali nella riparazione del menisco: dall'applicazione di cellule staminali sospese nel gel alle strutture di collagene. Ma la tecnologia è lungi dall'essere ampiamente utilizzata, afferma Rodeo, in particolare negli Stati Uniti, dove la coltura delle cellule staminali è rigorosamente regolata. A questo punto, "l'applicazione commerciale è molto più avanti della scienza", afferma. C'è molto di più da imparare su tutte queste applicazioni prima che possano essere tranquillamente utilizzate commercialmente.
Hollander pensa che i bendaggi per cellule staminali siano estremamente promettenti non solo per le ginocchia, ma anche per una serie di riparazioni dei tessuti molli, dai polsini dei rotatori agli sfinteri anali delle madri dilaniati dal travaglio. Per ora, tuttavia, si sta concentrando sul menisco. "Solo per fare questa applicazione ci sono voluti anni", dice. "Non possiamo fare tutto."
Hollander ha già ottenuto finanziamenti per un processo più ampio. Ha anche in programma di semplificare il processo, riducendo alcune delle sue spese, un problema che riguardava sia Rodeo che Luks. Per fare questo, Hollander spera di passare all'uso delle cellule staminali del donatore, in modo che i pazienti non debbano sottoporsi a due procedure, per aspirare prima le cellule staminali e quindi impiantare la benda.
"Stiamo cercando di congelare la [fasciatura vivente] in modo che possa essere conservata per alcuni mesi in ospedale e quindi appena estratta dal congelatore, riscaldata e impiantata", dice. "Questo lo rende un processo molto più semplice, molto più conveniente per i fornitori di assistenza sanitaria."
Sebbene siano necessari molti più test per confermare l'efficacia della benda vivente, il team sembra essere sulla strada giusta.
"In conclusione, vale la pena salvare un menisco", afferma Luks. "Se un menisco è riparabile, dovrebbe essere riparato."
