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Fattori di crescita, cellule staminali e derivati piastrinici nella rigenerazione ossea

Particolare Fig. 1. Alcune fasi della preparazione e dell’utilizzo dei concentrati piastrinici.
L.F. Rodella, M. Labanca, B. Buffoli, R. Rezzani

L.F. Rodella, M. Labanca, B. Buffoli, R. Rezzani

mer. 13 marzo 2013

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La rigenerazione dei tessuti rappresenta una continua sfida sia dal punto di vista biologico che clinico. Enormi passi in avanti sono stati fatti e vengono ogni giorno compiuti anche in campo odontoiatrico, dove nell’attesa di essere in possesso della “ricetta” per la rigenerazione del dente, la moderna implantologia insieme alle tecniche chirurgiche rigenerative del tessuto osseo rappresentano una valida alternativa per la riabilitazione orale.

Alla base del processo ripartivo/rigenerativo ci sono tre elementi chiave: lo scaffold, i fattori di crescita, la proliferazione di elementi cellulari; questi ultimi possono essere rappresentati dalle cellule staminali. Gli scaffold rappresentano un componente fondamentale per garantire un adeguato sostegno tridimensionale alla proliferazione cellulare, all’organizzazione della matrice extracellulare, alla crescita vascolare ed alcuni di essi possiedono capacità facilitanti questi processi.
Tuttavia, specie in presenza di difetti ampi ed in presenza del solo scaffold la rigenerazione avviene in tempi relativamente lunghi o risulta insufficiente dal punto di vista clinico. Riguardo ai fattori di crescita vi è da sempre l’idea che somministrando fattori di crescita esogeni si possa ottenere la proliferazione di un tessuto. Tale effetto è sicuramente vero dal punto di vista biologico; tuttavia, la rigenerazione di un tessuto è un evento estremamente complesso in cui si deve tener conto sia del coinvolgimento dell’intero organismo sia degli eventuali effetti dei fattori di crescita al di fuori della specifica sede oggetto della procedura rigenerativa. Negli ultimi anni la ricerca sulle cellule staminali è diventata un campo estremamente interessante e pieno di potenzialità; tuttavia, esso presenta ancora alcune incertezze sia di ordine biologico che etico, oltre che legale.Ciò nonostante, se consideriamo solo le cellule staminali autologhe, in cui il soggetto donatore e ricevente coincidono, alcune delle incertezze appena riportate possono ridimensionarsi significativamente; tali cellule sono, infatti, facilmente reperibili, al di là degli aspetti tecnici di prelievo. L’unico aspetto significativo da definire meglio riguarda il livello della loro manipolazione che può andare dal semplice prelievo-separazione-utilizzo alla loro proliferazione in vitro, conservazione, ingegnerizzazione. Ovviamente, come per ogni altro presidio medico, prove di efficacia per la validazione scientifica sono prerequisiti indiscutibili.

Due strumenti rigenerativi di potenziale interesse sono i concentrati piastrinici e la frazione stromale vascolare del tessuto adiposo (ASVF, Adipose Stromal Vascular Fraction).
I concentrati piastrinici sono prodotti da semplici ma precise procedure di centrifugazione del sangue periferico del paziente che permettono di ottenere un preparato ricco di piastrine e che rilasciano i fattori di crescita contenuti principalmente nei loro granuli alfa.
Tuttavia, i concentrati piastrinici non sono dei semplici concentrati di fattori di crescita; infatti, se da un lato la potenzialità rigenerativa di questi preparati è indubbiamente correlata al loro contenuto in fattori di crescita – necessari per l’induzione della proliferazione cellulare, il rimodellamento della matrice extracellulare e i processi di neovascolarizzazione che si attuano durante il processo rigenerativo – non meno importanti sono le loro caratteristiche fisico-strutturali, determinate dal contenuto e dell’organizzazione tridimensionale della fibrina e da altre cellule del sangue che possono essere presenti nel preparato.

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Variazioni di queste caratteristiche permettono di ottenere preparati più o meno densi adatti alle diverse applicazioni, consentendo una ben mirata ed efficace rigenerazione tissutale. Per venir incontro alle diverse esigenze sono stati sviluppati numerosi protocolli di preparazione sia con lo scopo di produrre concentrati piastrinici con una maggior concentrazione di fattori di crescita, sia con specifiche caratteristiche organolettiche.
Tra questi ricordiamo: PRGF (Plasma Rich in Growth Factors), PRP (Platelet Rich Plasma), PRF (Platelet Rich Fibrin) e CGF (Concentrated Growth Factors).
I fattori di crescita contenuti nei granuli alfa delle piastrine e presenti nei concentrati piastrinici sono stati ormai ben caratterizzati. Numerosi studi hanno evidenziato il ruolo svolto dai fattori di crescita in specifiche fasi del processo di osteogenesi; in particolare, quelli più attivi nel processo di osteo-induzione sono: PDGF (Platelet Derived Growth Factor), TGF-b(Transforming Growth Factor-b), FGF (Fibroblast Growth Factor), IGF (Insulin Like Growth Factor), VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor), EGF (Epidermic Growth Factor).
Per quanto riguarda le applicazioni cliniche, l’efficacia rigenerativa di questi preparati è stata ampiamente dimostrata in diversi ambiti clinico-chirugici, tra cui la chirurgia orale e quella maxillofacciale. In particolare, le principali applicazioni in questo campo riguardano la rigenerazione ossea anche con l’utilizzo di biomateriali aggiunti al concentrato piastrinico. Ulteriori applicazioni sono rappresentate dal trattamento post-chirurgico di ricostruzione in caso di resezione di cisti dei mascellari, negli esiti di apicectomie e nel trattamento delle fistole oronasali. Accanto a queste applicazioni, sui cui risultati non tutti gli autori concordano, questi preparati vengono spesso utilizzati per favorire e/o accelerare i processi di rigenerazione dei tessuti molli dove, invece, la loro efficacia è stata ampiamente verificata e universalmente accettata. In particolare, vengono spesso utilizzati in chirurgia parodontale con l’obiettivo non solo di promuovere la rigenerazione tissutale, ma anche di favorire l’emostasi e di coadiuvare la guarigione della ferita chirurgica.

La frazione vascolare e stromale del tessuto adiposo è anch’essa uno strumento rigenerativo ricco di potenzialità; essa rappresenta una ricca fonte di cellule staminali adulte il cui utilizzo risulta promettente anche da un punto di vista tecnico-operativo, comportando una limitata liposuzione e quindi un prelievo meno invasivo e associato ad una minore morbilità rispetto alle cellule ottenute da altre sedi come, ad esempio, il midollo osseo. Se si esclude la possibilità di manipolazioni in vitro che hanno già dimostrato la presenza di un gran numero di cellule mesenchimali, è importante sottolineare che, sebbene debba essere ancora adeguatamente caratterizzato in tutti i suoi aspetti con studi specifici, l’ASVF nativo non è costituito solo da cellule staminali da grasso, ma da un insieme di strutture cellulari, extracellulari e molecolari che vanno a costituire un unicum capace di promuove la rigenerazione.
Per essi così come per i concentrati piastrinici esiste la possibilità di essere addizionati a dei biomateriali, oppure ad essere combinati tra di loro. Si sente sempre più spesso parlare di rimedi naturali nei più svariati ambiti; i concentrati piastrinici e la frazione vascolare stromale del tessuto adiposo potrebbero in tal senso costituire un interessante presidio per una “rigenerazione naturale” dei tessuti.

 

Bibliografia
1. Anitua E., Alkhraisat M.H., Orive G., Anitua E., Alkhraisat M.H., Orive G. Perspectives and challenges in regenerative medicine using plasma rich in growth factors. J Control Release. 2012 10;157(1):29-38.
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4. Rodella L.F., Favero G., Boninsegna R., Buffoli B., Labanca M., Scarì G., Sacco L., Batani T., Rezzani R. Growth factors, CD34 positive cells, and fibrin network analysis in concentrated growth factors fraction. Microsc Res Tech. 2011; 74(8):772-7.

 

 L'articolo è stato pubblicato sul numero 1 di Implant Tribune 2013 Italy

 

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