Cellule mesenchimali: razionale ed evidenza preclinica

Le cellule mesenchimali staminali (MSC) sono una popolazione eterogenea di cellule adulte multipotenti, che hanno acquisito un ruolo centrale nella medicina rigenerativa, in particolare nell’ambito ortopedico. Inizialmente identificate nel midollo osseo negli anni '70, queste cellule sono oggi isolate da una vasta gamma di tessuti, tra cui tessuto adiposo, cordone ombelicale, placenta, membrana amniotica, polpa dentale e liquido sinoviale. Sono cellule in grado di differenziarsi in varie linee cellulari, principalmente osteoblasti, condrociti e adipociti, e mostrano proprietà immunomodulatorie, antinfiammatorie e di supporto alla rigenerazione tissutale. Queste caratteristiche rendono le MSC una risorsa terapeutica potenzialmente rivoluzionaria per la cura di patologie ortopediche degenerative e traumatiche, spesso refrattarie ai trattamenti convenzionali [1].

L'effetto terapeutico delle MSC deriva in larga parte dalla secrezione di fattori bioattivi, citochine, chemochine, microRNA e fattori di crescita, in grado di stimolare i meccanismi di guarigione endogeni, ridurre l’infiammazione e promuovere la rigenerazione. Inoltre, le MSC presentano una notevole capacità di interagire con le cellule del sistema immunitario, modulando la risposta infiammatoria. Questo aspetto è particolarmente rilevante nelle patologie ortopediche croniche, come l’osteoartrosi (OA) e l’artrite reumatoide, in cui l’infiammazione persistente gioca un ruolo chiave nella progressione della malattia [2].

In ambito preclinico, numerosi studi su modelli animali hanno supportato l'efficacia delle MSC in contesti ortopedici.

In modelli murini e ovini di difetti ossei critici, l'applicazione locale di MSC, spesso veicolate mediante biomateriali, ha determinato una rigenerazione ossea più rapida e di migliore qualità. Le MSC hanno dimostrato la capacità di colonizzare il sito del difetto, differenziarsi in osteoblasti e produrre matrice ossea mineralizzata, mostrando risultati promettenti nel ripristinare strutture ossee complesse e nella promozione dell’osteointegrazione degli impianti protesici.

Nel contesto cartilagineo, le applicazioni delle MSC sono particolarmente rilevanti per il trattamento di lesioni della cartilagine e dell'OA. Studi preclinici condotti su modelli animali di OA, come topi, conigli e pecore, hanno dimostrato che l’iniezione intra-articolare di MSC ha ridotto significativamente i marcatori infiammatori, preservato la cartilagine articolare e migliorato la funzionalità articolare, attraverso il loro differenziamento in condrociti, l’azione trofica sui condrociti endogeni e l’inibizione della degradazione della matrice extracellulare [3].

Un altro campo di interesse è la riparazione tendinea e legamentosa. In modelli animali di lesioni al tendine d’Achille o al legamento crociato anteriore, le MSC hanno mostrato la capacità di promuovere la deposizione di nuova matrice extracellulare, aumentare la forza meccanica dei tessuti riparati e ridurre i tempi di guarigione [4].

Sul piano della sicurezza, i dati preclinici sono rassicuranti: le MSC sembrano avere un profilo di sicurezza favorevole, con bassa immunogenicità e nessun rischio oncogeno evidente [5].

[1] Veronesi F, et al. In Vivo Model of Osteoarthritis to Compare Allogenic Amniotic Epithelial Stem Cells and Autologous Adipose Derived Cells. Biology (Basel) 2022;11:681.

[2] Han Y, et al. The secretion profile of mesenchymal stem cells and potential applications in treating human diseases. Signal Transduct Target Ther 2022;7:92.

[3] Veronesi F, et al. Stromal Vascular Fraction and Amniotic Epithelial Cells: Preclinical and Clinical Relevance in Musculoskeletal Regenerative Medicine. Stem Cells Int 2021;2021:6632052.

[4] Lu V, et al. Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles in Tendon and Ligament Repair-A Systematic Review of In Vivo Studies. Cells 2021;10:2553.

[5] McBlane JW, et al. Preclinical Development of Cell-Based Products: a European Regulatory Science Perspective. Pharm Res 2018;35:165.

AUTORE: Francesca Veronesi, ISTITUTO ORTOPEDICO RIZZOLI, BOLOGNA