Sospensione di cheratinociti autologhi rispetto a sospensione di cheratinociti di cellule staminali derivate da tessuto adiposo per area grezza post-ustione

Le ustioni sono ferite complicate da gestire con un tasso di mortalità relativamente elevato in ustioni di aree particolarmente estese e pazienti anziani.

Danni sostanziali ai tessuti e un'estesa perdita di liquidi possono causare compromissione delle funzioni vitali della pelle. Quando la guarigione è ritardata, le potenziali complicanze comuni a breve termine includono l'infezione della ferita che interessa il processo di guarigione locale o risposte infiammatorie e immunologiche sistemiche che successivamente possono causare sepsi potenzialmente letale e insufficienza multiorgano.

Fortunatamente, i tassi di sopravvivenza sono migliorati drasticamente nel corso dell'ultimo secolo grazie ai progressi nella cura delle ustioni come l'intervento chirurgico precoce, il supporto di terapia intensiva e la cura delle ferite.

Per molti anni il "gold standard" per il trattamento delle ferite dei pazienti ustionati è stato il trapianto con un innesto di pelle spaccato autologo. Nei pazienti con ustioni estese i siti donatori possono essere limitati. Per coprire tutte le ferite, i pazienti spesso hanno bisogno di più operazioni e/o la pelle deve essere espansa il più possibile.

Tuttavia, le attuali diverse tecniche di espansione e trattamenti [mesh e Meek-Wall] spesso portano alla formazione di cicatrici, specialmente negli intersiti a maglie larghe.

La velocità di chiusura della ferita dipende dalla rapidità con cui le cellule epidermiche migrano fuori dall'innesto automatico a rete e/o dai bordi della ferita per chiudere la ferita. L'accelerazione della riepitelizzazione potrebbe potenzialmente migliorare l'esito del processo di guarigione in termini di riduzione della formazione di tessuto di granulazione, riduzione del tempo di guarigione e quindi riduzione del rischio di colonizzazione e infezione, nonché della formazione di cicatrici.

Poiché i casi clinici sono stati trattati per la prima volta con successo con strati epiteliali in coltura, i fogli di cheratinociti sono diventati uno strumento importante nel trattamento delle ustioni. Tuttavia, l'applicazione clinica può essere limitata dal lungo tempo di coltura e dalla fragilità dei fogli di cheratinociti. Vi è, quindi, una richiesta clinica di altre opzioni per coprire vaste aree di ustioni in assenza di siti donatori vitali.

Un nuovo concetto consiste nel trattare le ferite con sospensioni di cellule epiteliali. Nel 1998 Fraulin et al. ha sviluppato un metodo per diffondere la sospensione cellulare sulle ferite utilizzando uno spray aerosol in un modello suino.

L'uso di sospensioni di cheratinociti non in coltura è stato riportato per la prima volta da Hunyadi et al., dimostrando che un gruppo di pazienti con ustioni o ulcere croniche alle gambe, trattati con una matrice di fibrina contenente cheratinociti, guariva completamente, al contrario del gruppo di controllo.

Nei modelli di ferite suine, è stato dimostrato che le sospensioni di cheratinociti non coltivate accelerano la guarigione delle ferite, migliorano la qualità dell'epitelizzazione e ripristinano la popolazione di melanociti, rispetto al rispettivo gruppo di controllo.

I principali vantaggi nell'uso di sospensioni cellulari non coltivate sono una drastica riduzione dei tempi di preparazione e possibilmente una manipolazione più semplice rispetto ai fogli di cheratinociti. In particolare, la qualità della cicatrice può essere migliorata aumentando la velocità di epitelizzazione e lo sbiadimento dei modelli di rete negli innesti cutanei divisi.

D'altra parte, le terapie basate sulle cellule staminali hanno guadagnato interesse come approccio promettente per migliorare la rigenerazione dei tessuti.

Le cellule staminali sono caratterizzate dalla loro multipotenza e capacità di autorinnovamento. Il loro potenziale terapeutico è in gran parte dovuto alla loro capacità di secernere citochine prorigenerative, che le rende un'opzione interessante per il trattamento delle ferite croniche.

Le cellule staminali provenienti da numerose fonti sono attualmente in fase di test in studi preclinici e clinici per la loro capacità di accelerare la guarigione delle ferite e la rigenerazione dei tessuti. Questi studi non solo hanno dimostrato che la terapia con cellule staminali autologhe è tollerata in modo sicuro, ma hanno anche dimostrato risultati clinici positivi.

Secondo l'International Society of Cellular Therapy, le cellule staminali mesenchimali sono definite dalla loro capacità di aderire a una superficie plastica, dalla loro espressione dei marcatori di superficie CD73, CD90 e CD105, dalla loro mancanza di espressione dei marcatori ematopoietici CD14, CD34, CD45, CD11b/CD79 e CD19/HLA-DR e dalla loro capacità di differenziarsi lungo le vie osteoblastiche, adipocitiche e condrocitiche.

Isolate da tessuti tra cui midollo osseo, tessuto adiposo, sangue del cordone ombelicale, tessuto nervoso e derma, le MSC sono state somministrate sia a livello sistemico che locale per il trattamento delle ferite cutanee.18 Sebbene sia stato dimostrato che le cellule staminali mesenchimali mostrano bassi livelli di incorporazione a lungo termine nelle ferite in via di guarigione, un numero crescente di ricerche suggerisce che il loro beneficio terapeutico è attribuito al loro rilascio di mediatori trofici, piuttosto che a un contributo strutturale diretto.19 Attraverso il rilascio del fattore di crescita endoteliale vascolare, del fattore 1 derivato dalle cellule stromali, del fattore di crescita epidermico, del fattore di crescita dei cheratinociti, del fattore di crescita simile all'insulina e della metalloproteinasi-9 della matrice, le cellule staminali mesenchimali promuovono la formazione di nuovi vasi, reclutano cellule progenitrici endogene, e differenziazione cellulare diretta, proliferazione e formazione della matrice extracellulare durante la riparazione della ferita.

Le cellule staminali mesenchimali mostrano anche proprietà immunomodulatorie chiave attraverso la secrezione di interferone-λ, fattore di necrosi tumorale-α, interleuchina-1α e interleuchina-1β, nonché attraverso l'attivazione dell'ossido nitrico sintasi inducibile. La secrezione delle cellule staminali mesenchimali della prostaglandina E2 regola ulteriormente la fibrosi e l'infiammazione, promuovendo la guarigione dei tessuti con cicatrici ridotte.

Infine, le cellule staminali mesenchimali mostrano proprietà battericide attraverso la secrezione di fattori antimicrobici e sovraregolando l'uccisione batterica e la fagocitosi da parte delle cellule immunitarie.

Le cellule staminali mesenchimali di derivazione adiposa sono una popolazione pluripotente ed eterogenea di cellule presenti all'interno del tessuto adiposo umano.

Tuttavia, l'isolamento delle cellule staminali mesenchimali di derivazione adiposa viene facilmente realizzato utilizzando aspirati di liposuzione o campioni di grasso asportato, che sono ottenibili con una minima morbilità del donatore.

Le cellule staminali mesenchimali di derivazione adiposa possono essere differenziate in linee cellulari adipogeniche, condrogeniche, miogeniche e osteogeniche in risposta a stimoli specifici. In alternativa, le cellule staminali mesenchimali di derivazione adiposa possono essere somministrate immediatamente senza espansione in vitro o differenziazione in coltura.

La resa cellulare straordinariamente elevata del lipoaspirato (fino a 1*107 cellule da 300 ml di lipoaspirato con almeno il 95% di purezza), rispetto all'aspirazione del midollo osseo, rende le cellule staminali mesenchimali derivate dall'adiposo una fonte cellulare particolarmente interessante per la fase acuta impostazione della ferita.