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Le cellule staminali del muscolo potrebbero affrontare i problemi circolatori legati al diabete

Le cellule staminali prelevate dal tessuto muscolare potrebbero promuovere un flusso sanguigno migliore nei pazienti con diabete che sviluppano malattie dell’arteria periferica, una complicanza dolorosa che può richiedere un intervento chirurgico o portare all’amputazione.

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Un nuovo studio sui topi condotta nell’Università di Illinois ha scoperto che un’iniezione di cellule staminali ha indotto nuovi vasi sanguigni a crescere, migliorando la circolazione nei tessuti affetti e funzionando negli arti colpiti. Le cellule staminali hanno anche indotto variazioni nell’espressione genica nei tessuti circostanti, provocando il rilascio di fattori che ne riducono l’infiammazione e ne aumentano la circolazione. Lo studio è stato pubblicato nella rivista Theranostics.
“Le complicanze vascolari periferiche (PAS) è molto comune nei pazienti diabetici, ma è difficile da diagnosticare perché questi presentano i sintomi quando la malattia è già in uno stato avanzato”, ha dichiarato il capo dello studio Wawrzyniec Lawrence Dobrucki, professore di bioingegneria e medicina e capo del Molecular Experimental presso l’Istituto Beckman per la Scienza e la Tecnologia Avanzata. “Quando il PAD viene lasciato non trattato, spesso porta ad ulcerazioni del piede e amputazioni degli arti – migliaia ogni anno negli Stati Uniti ne sono colpiti. È una malattia grave, costosa e debilitante”.
In PAD, le arterie negli arti si restringono, causando dolore e limitando la mobilità a causa della mancanza di sangue e ossigeno. Le opzioni di trattamento per PAD sono poche. Alcuni farmaci mirano ad aumentare la perfusione negli arti ma non sono molto efficaci, ha detto Dobrucki. I medici raccomandano l’esercizio, ma è doloroso e difficile per i pazienti con PAD e altre complicazioni cardiovascolari possono rendere impraticabile l’attività fisica. Molti pazienti richiedono un intervento chirurgico per mettere stent vascolari o un bypass arterioso.
Il gruppo di Dobrucki ha collaborato con Marni Boppart, professore di kinesiologia e salute della comunità, per studiare gli effetti delle cellule staminali iniettate nel sito dove l’arteria si restringe. Boppart è un esperto di cellule staminali mesenchimali, che svolgono un ruolo nella lesioni e nella rigenerazione dei tessuti nei muscoli e in altri tessuti. Altre ricerche si sono concentrate su vari fattori di crescita individuali per promuovere la formazione di vasi sanguigni – un processo chiamato angiogenesi – ma nessuna ha funzionato bene.
“L’angiogenesi è un processo sofisticato che coinvolge molti fattori di crescita e interazioni tra le proteine ??chiave”, ha detto Dobrucki. “Ecco perché abbiamo usato una terapia più ispirata alla natura per promuovere l’angiogenesi negli arti colpiti da PAD e utilizzata le cellule staminali, che sanno cosa liberare, come e quando fermarsi, ad esempio, rispondono e modificano anche il microambiente tissutale per ottimizzare il loro effetto terapeutico “.

I ricercatori hanno stretto chirurgicamente l’arteria femorale nella gamba di topi diabetici. Iniettarono cellule mesenchimali (MSC), prelevate dai muscoli dei giovani topi, nelle gambe dei topi tester, mentre il gruppo di controllo otteneva un’iniezione salina. Quindi hanno utilizzato tecniche di imaging non invasive, sviluppate nel laboratorio di Dobrucki, per monitorare il flusso sanguigno e la formazione dei vasi sanguigni nei topi, confrontando entrambi i gruppi sperimentali e di controllo e le gambe affette e non impegnate in ogni roditore.
“Abbiamo dimostrato chiaramente la capacità per le MSC di aumentare l’angiogenesi, la perfusione periferica e la funzione muscolare”, ha detto Boppart. “Si è visto che le MSC hanno promosso la guarigione muscolare creando nuovi vasi nel tessuto che hanno compensato il flusso sanguigno ridotto. Il trapianto di MSC offre l’opportunità di massimizzare la crescita dei vasi in PAD per mantenere o ringiovanire i muscoli scheletrici”.

“I nostri risultati suggeriscono che il trattamento delle cellule staminali potrebbe essere usato per quei pazienti in stadi severe di PAD che non possono muoversi”, ha detto Dobrucki. “Il trattamento delle cellule staminali potrebbe contribuire a portarli al livello in cui possono iniziare esercitarsi, o potrebbero salvare un arto prima che abbia bisogno di amputazione”.
“Stiamo anche cercando di sviluppare un approccio acellulare per ringiovanire la riparazione muscolare e la crescita”, ha detto Boppart. “Speriamo di identificare la composizione ottimale dei fattori che rilasciano le cellule, così come il mezzo di rilascio. Il trattamento con la giusta combinazione di fattori, piuttosto che le cellule stesse, offre l’opportunità di eludere il potenziale di rigetto da parte del sistema immunitario “.



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