Ricerca

La combinazione di cellule staminali / farmaco contro il glaucoma promuove la guarigione delle ulcere nel piede diabetico

foot

Durham, NC – Un nuovo studio pubblicato oggi su STEM CELLS Translational Medicine mostra la promessa di un importante passo avanti nella guarigione delle ulcere croniche del piede risultanti dal diabete. Lo studio, condotto da ricercatori dell’Università della California, Davis, è il primo a dimostrare come uno scaffold bioingegnerizzato composto da cellule staminali mesenchimali umane (MSC) combinato con timololo – un farmaco comunemente usato per trattare il glaucoma – ha migliorato la guarigione e diminuito infiammazione delle ferite dei topi diabetici fino al 75% rispetto ai gruppi di controllo.

Le ulcere croniche del piede sono alcune delle complicazioni più pericolose e comuni del diabete, che colpiscono fino a un quarto dei 25 milioni di persone che vivono con diabete solo negli Stati Uniti, secondo l’American Diabetes Association. L’associazione prevede inoltre che il 30 percento di questi casi alla fine porterà all’amputazione. Ancora più allarmante è il previsto tasso di mortalità a cinque anni di coloro che subiscono un’amputazione – 48 percento, una statistica alla pari con il cancro del colon.

“Le spese sanitarie statunitensi per le ulcere del piede diabetico (DFU) sono oltre $ 43 miliardi all’anno. Tuttavia, queste spese per un buon livello di assistenza – che include cose come seguire una dieta rigorosa, scaricare la pressione dal piede per consentire alle ferite di guarire, antibiotici o interventi chirurgici: portare a una guarigione solo nel 30 percento dei pazienti “, ha affermato Roslyn Rivkah Isseroff, MD, professore di dermatologia presso la UC Davis, capo del Dermatology Service VA Northern California Healthcare System e capo della clinica Wound Healing. “Trattare questi pazienti e cercare di farli guarire è ciò che mi ha spinto a lavorare su questo problema.” Ha guidato lo studio insieme a Jan Nolta, Ph.D., che dirige il programma sulle cellule staminali presso la UC Davis School of Medicine e il suo Institute for Regenerative Cures.

“Questo tasso di guarigione piuttosto lugubre ha spinto una vigorosa ricerca di alternative terapeutiche”, ha detto il dott. Nolta. “Diverse terapie cellulari per il trattamento della DFU sono già state approvate dalla Food and Drug Administration (FDA), ma i tassi di guarigione mostrano solo un modesto miglioramento rispetto allo standard di cura della DFU. Nessuno di questi prodotti, tuttavia, è composto principalmente da MSC Le terapie a base di MSC possono offrire vantaggi rispetto alle terapie cellulari attualmente disponibili regolando la risposta immunitaria e infiammatoria anormale tipica della DFU. “

Precedenti studi condotti dal team di UC Davis hanno dimostrato che l’85 percento delle MSC applicate ai ponteggi si localizza sul lato di semina e sono conservate e praticabili in coltura per 15 giorni. Il loro lavoro ha anche dimostrato che il pretrattamento dell’ipossia, cioè privando le MSC dell’ossigeno, ha aumentato la loro sopravvivenza e migliorato la ritenzione cellulare nel sito della ferita. “Il precondizionamento ipossico riduce il consumo di glucosio da parte delle cellule, determinando una sopravvivenza più lunga in un ambiente carente di nutrienti”, ha spiegato il dott. Nolta.

L’idea alla base dell’aggiunta di timololo a questo ultimo studio è nata da un altro studio condotto dai ricercatori della UC Davis in cui hanno mostrato come il tessuto della ferita genera un ormone dello stress chiamato catecolamina e che la catecolamina compromette la guarigione. (La catecolamina svolge un ruolo importante nella risposta del corpo allo stress aumentando la pressione sanguigna e i livelli di glucosio nel sangue.) Il timololo è noto per invertire gli effetti negativi della catecolamina e, quindi, migliorare la guarigione.

Per condurre il loro ultimo studio, il team di ricerca ha seminato MSC, raccolti dal midollo osseo di donatori umani sani, su scaffold a matrice circolare. Sono state testate diverse concentrazioni di MSC nel tentativo di determinare il dosaggio ottimale di queste. Successivamente, le impalcature sono state incubate in timololo all’1% di ossigeno (ipossia) nel terreno di coltura MSC.

I ponteggi sono stati quindi applicati alle ferite di un gruppo di topi diabetici. Due piccole ferite circolari sono state create una di fronte all’altra lungo la spina dorsale dell’animale e sono state singolarmente stecche per impedire alla pelle di contrarsi mentre guariva. Un’impalcatura trattata con MSC è stata quindi inserita con il lato della cellula verso il basso nella ferita. I gruppi di controllo dei topi sono stati tutti trattati solo con uno scaffold a matrice (senza MSC o timololo). L’idea era di vedere quanto erano efficaci le cellule degli animali nella ricostruzione del tessuto danneggiato rispetto alle ferite trattate con matrice MSC e timololo.

Inoltre, molte delle ferite trattate con matrice MSC hanno ricevuto un’applicazione quotidiana di timololo (sono state testate diverse dosi) per valutare come il farmaco ha influenzato il processo di guarigione.

Sette giorni dopo i risultati sono stati analizzati. I ricercatori hanno scoperto che tutti gli scaffold della matrice che utilizzano la combinazione di MSC con precondizionamento dell’ipossia e del timololo hanno mostrato un miglioramento significativo dell’epitelizzazione della ferita (vale a dire la riparazione dei tessuti) – di oltre il 70 percento – rispetto al solo gruppo di matrici. Le applicazioni aggiuntive di timololo applicate alla combinazione matrice / MSC hanno anche aumentato la riepitelizzazione, di quasi il 75 percento rispetto ai controlli trattati con non timololo.

“Nel complesso, la combinazione di MSC e timololo ha migliorato con successo la guarigione delle ferite e ridotto la risposta infiammatoria nei topi”, ha detto il dott. Nolta. “Ciò suggerisce che questo approccio unico potrebbe potenzialmente fornire risposte di guarigione superiori negli esseri umani con ferite diabetiche”.

“Per questo lavoro, gli scienziati hanno combinato le cellule staminali adulte con un farmaco riproposto che migliora la guarigione per creare un nuovo scaffold bioingegnerizzato che un giorno potrebbe portare a un nuovo trattamento per le ulcere diabetiche croniche”, ha dichiarato Anthony Atala, MD, caporedattore di STAMINA CELL Traslational Medicine e direttore del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. “I risultati di questo studio sono promettenti e offrono una terapia non solo per le ulcere diabetiche, ma anche per altri tipi di ferite”.

###

L’articolo completo “Prodotto combinato di matrice dermica, cellule staminali mesenchimali umane e timololo promuove la guarigione delle ferite diabetiche nei topi” è accessibile su https: / stemcellsjournals. onlinelibrary. Wiley. com / doi / abs / 10. 1002 / sctm. 19-0380 

Categorie:Ricerca

Con tag:,,