LipogemsBreve descrizione del prodottoTrattasi di una tecnologia innovativa che permette l’utilizzo autologo, in un unico tempo chirurgico, della nicchia vascolo-stromale non espansa ottenuta da tessuto adiposo attraverso una manipolazione meccanica minima, senza l’utilizzo di enzimi digestivi.

IndicazioneLesioni tendinee.

EndpointPromuovere la rigenerazione e il rapido recupero della forza tensile del tendine rotto o degenerato, scongiurando il rischio di rottura recidiva.

Endpoint secondariRiduzione del dolore.

RazionaleMSC = Cellule mesenchimali staminali; BM-MSC = Cellule mesenchimali staminali da midollo osseo; AT-MSC = Cellule mesenchimali staminali da tessuto adiposo; ADSC = Cellule staminali derivate da tessuto adiposo; SVF = Frazione vascolo-stromale.

I tendini sono strutture elastiche che mettono in relazione i muscoli con le ossa e agiscono come elementi flessibili in grado di trasmettere forza meccanica, rendendo possibile il movimento articolare. Le lesioni tendinee come lacerazioni, rotture o infiammazioni sono una forte causa di morbidità e hanno un grande impatto sulla qualità della vita. L’outcome degli interventi chirurgici non è sempre soddisfacente. A 24 settimane dall’intervento, il tendine solitamente recupera solamente il 50% della sua forza originaria e il rischio di rotture recidive è molto alto.La possibilità di rigenerazione nel tendine è molto bassa a causa dell’intrinseca scarsa vascolarizzazione e cellularità. Per tale ragione, la medicina rigenerativa rappresenta una strategia terapeutica molto promettente. I fattori di crescita contenuti nei concentrati piastrinici hanno mostrato un effetto antalgico in alcune tendinopatie, migliorano l’esito di piccole lesioni, ma non scongiurano il rischio di recidiva di una rottura. Le cellule mesenchimali staminali da midollo (BM-MSC) e da tessuto grasso (AT-MSC) sono state investigate come potenziale fonte di cellule indifferenziate in grado di stimolare la rigenerazione tendinea. Queste cellule possono, attraverso il rilascio di fattori di crescita, promuovere la vascolarizzazione del tendine, il richiamo di tenociti e la deposizione di nuovo collagene. Le MSC, a differenza delle piastrine, hanno un’emivita più lunga e possono differenziare in cellule di origine mesodermica come ad esempio i tenociti. Inoltre, ben noto è l’effetto immunomodulatorio che, attraverso il rilascio di citochine anti-infiammatorie come IL-2, IL-10 e TGF-β, spegne i processi di flogosi.

Le cellule staminali derivate da tessuto adiposo (ADSC) hanno dimostrato in vitro proprietà di proliferazione e di espressione di collagene paragonabili a quelle dei tenociti. Inoltre, la co-cultura di ADSC con tenociti aumenta l’espressione di Tenascina C, una glicoproteina presente in abbondanza nella matrice extracellulare dei tendini (Kraus et al., 2013). Un altro gruppo di lavoro ha osservato che le ADSC, sotto opportuni stimoli biochimici, sono in grado di differenziare in senso tenogenico, assumendo un aspetto morfologico longitudinale e allineato, esprimendo geni caratteristici del tessuto tendineo e promuovendo la formazione di una matrice ricca in Collagene di tipo I e Tenascina C (Gonçalves et al., 2013). Anche gli stimoli

meccanici possono indirizzare le ADSC verso il differenziamento tenocitico e lo dimostra un lavoro che riporta la ricostruzione in vitro di un simil-tendine vascolarizzato, utilizzando ADSC seminate su uno scaffold a base di acido ialuronico e sottoposte a stimoli meccanici all’interno di un bioreattore (Vindigni et al., 2013).

Alcuni lavori sperimentali effettuati su modelli animali hanno dimostrato l’esistenza di un potenziale terapeutico delle AT-MSC per le tendinopatie e in particolare della frazione vascolo-stromale (SVF), una popolazione cellulare eterogenea ottenibile tramite digestione enzimatica del tessuto adiposo, contenente MSC, periciti, cellule endoteliali, fibroblasti, mast-cellule e pre-adipociti. In cavalli in cui è stata indotta una tendinite attraverso l’infiltrazione di collagenasi nel metacarpo, l’infiltrazione intra-lesionale di ADSC, ottenute tramite digestione enzimatica, ha portato a un miglioramento dello score istologico rispetto ai controlli, ma non ha permesso di osservare un aumento di produzione e deposizione di collagene (Nixon et al., 2008). Nei conigli, l’infiltrazione in un tendine reciso e suturato della SVF ottenuta con digestione enzimatica ha permesso di osservare un’ottima rigenerazione del tessuto lesionato. Sia a 3 che a 8 settimane dall’intervento, gli animali trattati con la SVF mostrano un’ordinata distribuzione delle fibre collageniche, molto differente da quella disordinata presente negli animali controllo. È stata inoltre osservata una diminuita presenza di Collagene di tipo III e un aumento del Collagene di tipo I in associazione a un aumentato numero di capillari a 3 settimane, indicazioni di una buona e accelerata rigenerazione (Behfar et al., 2009). Lo stesso gruppo di lavoro ha dimostrato che il trattamento con SVF migliora la forza tensile del tendine, la sua capacità di assorbire energia e quella di sopportare lo stress (Behfar et al., 2012), analisi biomeccaniche imprescindibili nella valutazione della rigenerazione di un tendine. Sempre in coniglio, in un modello di degenerazione della cuffia dei rotatori, è stata valutata l’efficacia terapeutica di ADSC allogeniche ed espanse in coltura, paragonando gli esiti di una resezione tendinea trattata con sutura e iniezione di ADSC, con solo sutura o con solo iniezione di ADSC. La sola iniezione di ADSC non ha permesso al tendine di guarire. In associazione alla sutura il trattamento ha però permesso di osservare un potenziale d’azione muscolare e una forza di carico massimo superiori al gruppo trattato con sola sutura e paragonabili agli animali controllo in cui non è stata indotta la lesione (Oh et al., 2013). Infine, in una tendinite indotta nel cavallo, il trattamento con iniezione di AT-MSC espanse in coltura e risospese in plasma ricco in piastrine (PRP) ha permesso di osservare un aumentato flusso sanguigno nella lesione e un migliore score istologico rispetto agli animali trattati con PBS. Il trattamento non ha però dimostrato un’aumentata produzione proteica di collagene e altre proteine della matrice del tessuto connettivo tendineo (Carvalho et al., 2013).

Riassumendo, il trattamento di lesioni tendine con ADSC è promettente, ma i risultati differiscono secondo la preparazione cellulare. I risultati migliori sono riscontrati con l’utilizzo della SVF.

Lipogems è una tecnologia innovativa che permette l’utilizzo autologo della SVF mantenendo totalmente integra l’architettura della nicchia vascolo-stromale. Evitando centrifugazioni, enzimi, additivi e altre manipolazioni che sono poco conservative nei riguardi dell’integrità della nicchia, le lievi forze meccaniche che avvengono in soluzione acquosa per merito del dispositivo Lipogems permettono di ottenere dal tessuto grasso piccoli cluster dal diametro di 200 μm. Questi cluster comprendono uno stroma vascolare notevolmente conservato con capillari dal lume a fessura incuneati tra adipociti e pre-adipociti e steli stromali contenenti canali vascolari dai lumi ben evidenti. Il tessuto vascolo-stromale ottenuto è stato caratterizzato in vitro e l’analisi immunoistochimica ha permesso di rilevare un’abbondante presenza di cellule con identità di staminali mesenchimali e periciti, superiore a quella del

lipoaspirato classico (Bianchi et al., 2013). Il prodotto Lipogems è molto vitale, anche dopo crioconservazione, e le cellule ivi contenute possiedono la multipotenza necessaria a differenziare nei diversi tessuti mesodermici (Bianchi et al., 2013).

Come detto in precedenza, il tendine è scarsamente vascolarizzato, perciò una stimolazione dell’angiogenesi può accelerare la rigenerazione e la guarigione del tessuto. La SVF detiene un elevato potenziale vasculogenico, ma è stato dimostrato in vivo che la somministrazione di cellule della SVF senza il supporto di una matrice, come ad esempio il Matrigel, falliscono nel tentativo formare rapidamente un network vascolare pervio con il tessuto “ospite” (Koh et al., 2014). Nel prodotto Lipogems, la presenza di adipociti funge da scaffold naturale e permette la conservazione di capillari integri. I periciti, cellule connettivali contrattili perivascolari, hanno capacità vasculogenica, ma questo effetto è determinato soprattutto dalla loro capacità di dirigere il riassemblamento dinamico delle cellule endoteliali (Bergers et al., 2005). La presenza di periciti, dunque, accompagnata dalla presenza di cellule endoteliali e capillari a fessura intatti, rappresenta un potenziale vasculogenico superiore. Riteniamo che questo processo, che definiamo gemmazione vascolare, possa promuovere una rapida vascolarizzazione del tendine degenerato e dunque in una migliore e accelerata rigenerazione.

Fondamentale è la presenza nel prodotto Lipogems di MSC (Bianchi et al., 2013) le quali possono promuovere la rigenerazione del tessuto in maniera indiretta, esercitando un effetto paracrino per stimolare l’angiogenesi (Boomsma et al., 2012), il richiamo di tenociti e ridurre l’infiammazione (Yousefi et al., 2013). Le MSC possono anche promuovere la rigenerazione del tendine in maniera diretta, differenziando loro stesse in tenociti (Gonçalves et al., 2013).

Va sottolineato che il tessuto grasso è un’ottima fonte di MSC. Il tessuto adiposo, oltre a essere molto disponibile e diffuso nel corpo, è più ricco in frequenza di MSC rispetto al midollo osseo. Si stima che in 1 grammo di tessuto adiposo sia presente un numero 500 volte maggiore di MSC rispetto a quelle contenute in 1 grammo di midollo osseo (Baer et al., 2012). La processazione con il dispositivo Lipogems permette di ottenere un prodotto con una concentrazione maggiore di MSC rispetto al lipoaspirato iniziale e garantendo, esclusi gli adipociti, un 30% di MSC rispetto alle cellule totali all’interno del prodotto Lipogems (Bianchi et al., 2013).

Riteniamo inoltre che Lipogems abbia un valore aggiunto rispetto alle terapie cellulari classiche, le quali, senza il supporto di scaffold, fanno affidamento sulla percentuale di cellule che sopravvivono all’anoikis e che attecchiscono (Song et al., 2010). Lipogems è un vero e proprio trapianto di tessuto autologo e la conservazione di un’architettura della nicchia stromale può potenzialmente aumentare la vitalità cellulare e proteggere le cellule dall’anoikis, prolungando il loro effetto terapeutico e migliorando la loro capacità di rispondere agli stimoli di un ambiente rigenerante.

In un lavoro clinico in cui è stato utilizzato Lipogems, è stata osservata la presenza del prodotto nel sito di inoculo fino a 6 mesi dall’intervento (Giori et al., In Press). Immaginando un mantenimento simile del tessuto trapiantato, Lipogems potrebbe accompagnare il tendine durante la guarigione nella sua fase più critica. È stato dimostrato che occorrono 24 settimane (6 mesi) perché il tendine, a seguito di rottura e intervento, guarisca e recuperi la sua forza, la quale però non sarà mai paragonabile a quella di un tendine sano.

Bibliografia

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