Il Sistema di Processamento del Grasso Isola Cellule Rigenerative per la Somministrazione di Farmaci Antitumorali
Valentina Coccè, Anna Brini, Aldo Bruno Giannì, Valeria Sordi, Angiola Berenzi, Giulio Alessandri, Carlo Tremolada, Silvia Versari, Antonio Bosetto, Augusto Pessina · Unknown · 2018
Il dispositivo Lipogems® cattura cellule staminali durante il processo di routine
I ricercatori hanno scoperto che il sistema Lipogems® fa molto più che processare il tessuto adiposo. Durante la procedura standard di lavaggio, preziose cellule staminali si raccolgono nella sacca di drenaggio del dispositivo. Queste cellule venivano precedentemente scartate come materiale di scarto.
Lo studio ha utilizzato un processore prototipo per lavare campioni di tessuto adiposo provenienti da donatori adulti. Gli scienziati hanno scoperto che la sacca di drenaggio conteneva non solo olio e residui ematici, ma anche cellule vive e sane. Queste cellule isolate crescevano facilmente in laboratorio e mostravano tutte le caratteristiche tipiche delle cellule stromali mesenchimali (cellule rigenerative che supportano la guarigione).
Le cellule isolate mostrano genuine proprietà staminali
Il team di ricerca ha eseguito molteplici test per confermare che queste cellule fossero genuine cellule staminali. Le cellule presentavano i corretti marcatori di superficie che identificano le cellule stromali mesenchimali. Sono risultate positive per marcatori come CD73, CD90, CD105 e CD44. Sono risultate negative per i marcatori delle cellule del sangue, confermando l'assenza di contaminazione.
Le cellule hanno inoltre dimostrato la loro natura staminale attraverso:
Crescita e moltiplicazione affidabile in coltura
Formazione di colonie a partire da singole cellule
Trasformazione sia in cellule ossee che in cellule adipose quando stimolate
Queste capacità confermano che le cellule mantengono il loro potenziale rigenerativo dopo l'isolamento.
Cellule caricate con successo con il farmaco antitumorale paclitaxel
Una scoperta chiave ha riguardato il caricamento di queste cellule staminali con paclitaxel, un comune farmaco chemioterapico. Le cellule hanno assorbito il farmaco e successivamente lo hanno rilasciato in quantità sufficienti a uccidere le cellule tumorali nei test di laboratorio. Questo ha funzionato su multiple linee cellulari tumorali.
Quando i ricercatori hanno posizionato le cellule staminali caricate con il farmaco vicino alle cellule tumorali, la crescita del tumore si è arrestata. Le cellule hanno rilasciato una quantità di farmaco sufficiente a inibire la moltiplicazione delle cellule cancerose. Questo suggerisce che le cellule staminali potrebbero fungere da veicoli viventi per la somministrazione di farmaci.
Nessun enzima necessario per l'isolamento cellulare
I metodi tradizionali per l'estrazione delle cellule staminali dal tessuto adiposo richiedono enzimi per disgregare il tessuto. Il processamento enzimatico solleva preoccupazioni regolatorie e può danneggiare le cellule. L'approccio Lipogems® evita completamente questo problema.
Il sistema chiuso e sterile utilizza solo processamento meccanico e lavaggio con soluzione salina. Nessuna sostanza chimica o enzima entra in contatto con le cellule. Questa semplicità migliora la sicurezza e rende il processo più facile da standardizzare per l'uso medico.
Il processo soddisfa rigorosi standard di sicurezza nella produzione
Le autorità regolatorie richiedono che i trattamenti basati su cellule seguano le buone pratiche di fabbricazione. Il sistema Lipogems® automatizzato a ciclo chiuso aiuta a soddisfare questi requisiti. Il processore prototipo controllava tutti i movimenti digitalmente, garantendo risultati costanti.
I ricercatori suggeriscono di sostituire la sacca di drenaggio standard con una camera di coltura cellulare. Questo creerebbe un singolo dispositivo che isola e coltiva le cellule staminali in un unico passaggio. Un tale sistema manterrebbe l'ambiente sterile e chiuso preferito dalle autorità regolatorie.
Potenziale futuro per la medicina rigenerativa e il trattamento del cancro
Questo studio di laboratorio apre due direzioni promettenti. In primo luogo, le cellule isolate potrebbero supportare la rigenerazione tissutale nei pazienti. In secondo luogo, potrebbero somministrare farmaci antitumorali direttamente ai tumori risparmiando i tessuti sani.
I ricercatori osservano che le cellule staminali derivate dal tessuto adiposo offrono vantaggi pratici. Il grasso è abbondante nella maggior parte dei pazienti. Il prelievo richiede solo procedure minimamente invasive. Le cellule crescono bene e mantengono le loro proprietà rigenerative attraverso molteplici generazioni.
Questo studio è stato condotto interamente in laboratorio, non su pazienti. Ulteriori ricerche determineranno se le cellule staminali caricate con farmaci funzionino in modo sicuro ed efficace negli esseri umani. Tuttavia, i risultati suggeriscono che la piattaforma Lipogems® potrebbe servire applicazioni oltre i suoi attuali utilizzi nella riparazione articolare e nella rigenerazione tissutale.
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Questo riassunto descrive una ricerca di laboratorio sull'isolamento cellulare e la somministrazione di farmaci. Non rappresenta un trattamento approvato per il cancro. I pazienti dovrebbero discutere tutte le opzioni terapeutiche con i propri medici curanti.
Fonte: Coccè et al., Unknown, 2018.
Pubblicazione Originale
A Nonenzymatic and Automated Closed-Cycle Process for the Isolation of Mesenchymal Stromal Cells in Drug Delivery Applications
Valentina Coccè, Anna Brini, Aldo Bruno Giannì, Valeria Sordi, Angiola Berenzi, Giulio Alessandri, Carlo Tremolada, Silvia Versari, Antonio Bosetto, Augusto Pessina · Unknown · 2018
The adipose tissue is a good source of mesenchymal stromal cells that requires minimally invasive isolation procedures. To ensure reproducibility, efficacy, and safety for clinical uses, these procedures have to be in compliant with good manufacturing practices. Techniques for harvesting and processing human adipose tissue have rapidly evolved in the last years, and Lipogems® represents an innovative approach to obtain microfragmented adipose tissue in a short time, without expansion and/or enzymatic treatment. The aim of this study was to assess the presence of mesenchymal stromal cells in the drain bag of the device by using a prototype Lipogems processor to wash the lipoaspirate in standardized condition. We found that, besides oil and blood residues, the drain bag contained single isolated cells easy to expand and with the typical characteristics of mesenchymal stromal cells that can be loaded with paclitaxel to use for drug-delivery application. Our findings suggest the possibility to replace the drain bag with a “cell culture chamber” obtaining a new integrated device that, without enzymatic treatment, can isolate and expand mesenchymal stromal cells in one step with high good manufacturing practices compliance. This system could be used to obtain mesenchymal stromal cells for regenerative purposes and for drug delivery.